La chiesa di San Martino è un edificio religioso situato a Montegrino Valtravaglia, in provincia di Varese.
L'edificio sorge nel bosco sopra il centro abitato di Montegrino ed è raggiungibile attraverso un sentiero che conduce fino al sagrato. La sua costruzione viene posta verso la prima metà del XI secolo, sebbene possa essere stata realizzata su un edificio precedente, di più antiche origini.
Fino al XVI secolo la chiesa era circondata da un cimitero.
L'edificio si presenta come un blocco rettangolare con presbiterio quadrangolare e abside semicircolare. La facciata è a capanna e presenta al centro un portale ricavato nel XVII secolo, quando l'antico prospetto fu demolito e ricostruito (in precedenza l'ingresso della chiesa era posto sul lato meridionale). Lateralmente si trovano due finestre con inginocchiatoi in pietra che si ritrovano spesso negli oratori lungo i sentieri montani, in quanto permettevano ai viaggiatori momenti di preghiera senza dover entrare nella chiesa.
Internamente si trova un unico ambiente rettangolare di 9×5,3 m, scandito da un arco centrale in due campate coperte con volta a crociera. Il presbiterio annesso all'aula, a pianta quasi quadrata di 3,5×3,7 m, è separato da quest'ultima da un arco trionfale a tutto sesto; qui si trova l'altare maggiore dipinto a parete e la mensa originaria. A sinistra del presbiterio si trova la sagrestia, alla quale è addossato il campanile, realizzato nel XIX secolo.