Die ältesten Bauteile der Stadtkirche, der Unterbau des Turmes, stammen aus dem 13. Jahrhundert. Diese Teile deuten auf die ehemalige Burgkirche hin, die im Zusammenhang mit der im Hersfelder Zehntverzeichnis stehenden Burg erwähnt wird. Nach dem vorhandenen Bauresten scheint das Kirchenschiff ursprünglich eine Basilika mit Seitenschiffen gewesen zu sein. Die Saalkirche, wie wir sie heute sehen, ist in der Zeit nach dem Brand von 1718, die Kirche brannte innen völlig aus, bis 1730 entstanden. Durch Geschenke und Spenden war es möglich, 1722 die Orgelempore mit der mechanischen Papenius-Orgel und 1747 den barocken Kanzelaltar einzubauen. Unter dem Altarraum befindet sich die Krypta. Die Krypta ist der älteste Teil der Kirche. Sie besteht aus einem 5/8 Polygon mit gerader Westwand. Betrachtenswert ist der Schlussstein mit seinen vier Abbildungen: das Lamm Gottes, den Löwen, den Drachen oder Basilisk und den Halbmond mit Stern. 1939, 1982 und 1986 erfolgten umfangreiche Innensanierungen.
Seit Juli 2005 führt der Jakobus Pilgerweg durch Mücheln (Geiseltal). Die Kirche St. Jakobi ist damit die letzte Station Sachsen-Anhalts auf diesem Weg, der schließlich nach Santiago de Compostella führt.
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Die Kirche St. Jakobi ist Montag bis Freitag von 10.00 Uhr bis 14.00 Uhr geöffnet. Auf Wunsch (Tel.: 034632 22427) wird die Kirche auch zu anderen Zeiten geöffnet.