E' ubicato sul sentiero n. 101 tra Poggio e Marciana a quota 530 m, la sua origine si fa risalire alla fuga di San Cerbone, vescovo di Populonia all'Isola d'Elba a causa delle incursioni longobarde.
Il Santo, secondo la tradizione, scelse come rifugio un piccolo antro nella vallata del Monte Capanne chiamato Grotta del Santo.
Il primo nucleo della chiesa sarebbe sorto subito dopo la morte del Santo, avvenuta il 10 ottobre 575, ma essa è citata espressamente solo nel 1421, in relazione al Convento dell'Osservanza Francescana edificato sul luogo con il concorso di Jacopo II Appiano, principe di Piombino.
I frati abbandonarono presto il convento che fu poi trasformato in romitorio ed abitato, sino alla metà del XIX secolo, da eremiti laici.
La facciata presenta un portale in granodiorite locale con cornice aggettante e arco interrotto e ai lati due piccole finestre con inferriate.
L'interno a navata unica con tetto a capanna conserva gli antichi altari laterali (intitolati a San Giacomo e alla Madonna della Neve) e i pavimenti in cotto.
Una tela ottocentesca sull'altar maggiore raffigura San Cerbone. Sino al 1960, sulla parete esterna della chiesa, si trovava ancora uno stemma frammentario in pietra degli Appiano.
A pochi metri dalla Chiesa, fino ad alcuni anni fa, si trovava un annoso albero di Ficus carica chiamato Fico di San Cerbone poichè, vista la notevole altitudine e l'elevato tasso di umidità, fruttificava tardivamente nei primi giorni di ottobre, in concomitanza con la Festa del Santo in occasione della quale, il 10 ottobre, si svolge all'interno della chiesa una celebrazione religiosa che termina con una processione alla Grotta del Santo.