Ο μικρός ναός του Αγίου Αθανασίου στο Κουστοχώρι χρονολογείται στο 15ο αιώνα. Είναι μονόχωρος, ξυλόστεγος, και στα ανατολικά του προεξέχει η ημικυκλική αψίδα του ιερού βήματος. Στο εσωτερικό του διατηρεί ζωγραφικό διάκοσμο του τέλους του 15ου αιώνα, ο οποίος σχετίζεται άμεσα, σε εικονογραφικό επίπεδο, με το λεγόμενο «καστοριανό εργαστήρι», που έδρασε στη Μακεδονία και στην ευρύτερη περιοχή των Βαλκανίων κατά την τελευταία εικοσαετία του 15ου αιώνα.

Η εικονογραφική διάταξη των θεμάτων είναι η ακόλουθη: στο ιερό βήμα, στο τεταρτοσφαίριο της κεντρικής κόγχης απεικονίζεται η Παναγία στον τύπο της Βλαχερνίτισσας και στον ημικύλινδρο ο Μελισμός. Στον ανατολικό τοίχο, στη μικρή κόγχη της πρόθεσης παριστάνεται ο πρωτομάρτυρας Στέφανος, ενώ ένας ακόμη αδιάγνωστος μάρτυρας-διάκονος απεικονίζεται στο μέτωπο του τοίχου, νότια της κεντρικής κόγχης. Τέλος, στην αετωματική επιφάνεια, πάνω από την αψίδα φιλοξενείται η παράσταση της Μεταμόρφωσης. Η διάταξη του εικονογραφικού προγράμματος του κυρίως ναού περιλαμβάνει δύο ζώνες, από τις οποίες η κατώτερη έχει ολόσωμους αγίους και η ανώτερη αγίους σε στηθάρια. Στο δυτικό τοίχο, πάνω από την είσοδο, αναπτύσσεται η παράσταση της Κοίμησης της Θεοτόκου, ενώ εκατέρωθεν της θύρας παριστάνονται ολόσωμοι, ο άγιος Αντώνιος ο Νέος, ο Βεροίας, και η αγία Σολομωνή. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον μεταξύ των παραστάσεων παρουσιάζει η απεικόνιση των αγίων Δημητρίου και Γεωργίου, με την επίσημη αυλική ενδυμασία -φορούν πολυτελή ενδύματα, φέρουν μηνοειδείς πίλους, και στηρίζονται σε ψηλές ράβδους-, και με την προσωνυμία «Μέγας Δουξ» και «Καπαδόξ», αντίστοιχα. Το στοιχείο αυτό σε συνδυασμό με τη χρήση μοτίβων και σχεδίων που είναι ιδιαίτερα προσφιλή στους ζωγράφους του καστοριανού εργαστηρίου, υποδηλώνουν ότι το συνεργείο που δούλεψε στο Κουστοχώρι αντλεί τα πρότυπά του από περιφανή μνημεία του μεγάλου καλλιτεχνικού κινήματος της Καστοριάς, όπως το Παλαιό Καθολικό της Μονής Μεταμόρφωσης του Μεγάλου Μετεώρου (1483/4), ή ο Άγιος Νικόλαος μοναχής Ευπραξίας Καστοριάς (1485/6). Όμως, η απόδοση των τοιχογραφιών του Αγίου Αθανασίου με λαϊκά και απλοϊκά μέσα αποδεικνύει τον επαρχιακό χαρακτήρα του διακόσμου και το γεγονός ότι στο μνημείο απλώς καταβλήθηκε προσπάθεια μίμησης της παραγωγής του καστοριανού εργαστηρίου. Οι τεχνοτροπικές ομοιότητες που ανιχνεύονται με τις τοιχογραφίες του διακονικού του ναού της Παναγίας Γοργοεπηκόου στη Βέροια, δείχνουν ότι πιθανόν στο Κουστοχώρι εργάστηκε το ίδιο τοπικό εργαστήρι, που φιλοτέχνησε και το βεροιώτικο ναό στα τέλη του 15ου αιώνα. Πράγματι, η μελέτη ζωγραφικών συνόλων της ευρύτερης περιοχής της Δυτικής Μακεδονίας, όπως οι τοιχογραφίες της Μονής της Παναγίας στο Τορνίκι Γρεβενών (1481/2) ή του ναΐσκου των Αγίων Θεοδώρων στο κάστρο των Σερβίων (1497), καταδεικνύει ότι την τελευταία εικοσαετία του 15ου αιώνα έδρασαν στη Μακεδονία τοπικά συνεργεία, τα οποία προσπάθησαν να αντιγράψουν σε ναούς μικρής συνήθως κλίμακας, το μεγαλύτερο καλλιτεχνικό κίνημα της περιόδου, το καστοριανό εργαστήρι, χωρίς όμως να καταφέρουν να δώσουν έργα ανάλογης καλλιτεχνικής αξίας.