Under århundradena kom det närbelägna Forsby säteri att få stor betydelse för kyrkan genom patronatsrätten, det vill säga rätten för säteriets ägare att utse präst och ha inflytande över kyrkan. Detta avspeglas tydligt i kyrkans interiör, där ett stort antal konstverk finns bevarade, särskilt porträtt av säteriets ägare. I koret och på kyrkans norra vägg hänger åtta huvudbaner som tillhört olika ägare till Forsby.
På den södra väggen finns ett medeltida altarskåp, troligen ett svenskt arbete, som visar korsfästelsen flankerad av S:t Olof och S:t Eskil.
Predikstolen är utförd av bildhuggaren Anders Heysig år 1700.
Under 1700-talet fick kyrkan i stort sett sitt nuvarande utseende, och den sista stora ombyggnaden ägde rum 1786.
Altartuppsatsen från 1788, ritad av Johan Tobias Sergel, består av ett förgyllt kors tillsammans med några av Kristi pinoredskap.
Kyrkans exteriör präglas i dag främst av 1700-talets omgestaltning.
Norr om kyrkan står klockstapeln, ritad av Carl Christoffer Gjörwell och uppförd 1801.
Efter en omfattande renovering återinvigdes Österåkers kyrka första advent 2019 av Johan Dalman, biskop i Strängnäs stift.