Ermitage monolithe Situé à 600 mètres au sud de la ville basse,
L'ermitage Saint-Martial est entièrement aménagé au creux d'une puissante falaise. D'inspiration cappadocienne, il se compose de plusieurs cellules, d'un réfectoire, d'une cuisine et d'une curieuse église monolithe, qui, bien que moins connue que celles d'Aubeterre-sur-Dronne et de Saint-Émilion, compte parmi les sommets de l'architecture soustractive dans le Sud-Ouest de la France. D'une grande sobriété, elle conserve une tribune taillée à même le roc, une statue de saint Antoine d'Égypte et une autre de saint Martial59. Cet ermitage est aménagé à partir de cavités naturelles, sans doute dès les premiers temps de l'ère chrétienne (probablement iie ou iiie siècle). La tradition veut que saint Martial soit venu se retirer régulièrement dans ces grottes.
Par la suite, une petite communauté monastique s'est employée à les agrandir. L'église daterait (selon Charles Connoué, spécialiste de l'architecture religieuse en Saintonge) du ixe siècle, mais elle est remaniée par la suite.
Au XIe siècle, l'ermitage est un relais sur une voie secondaire du chemin de Saint-Jacques-de-Compostelle. Les pèlerins y trouvent alors un abri, puis les moines les font passer en barque de l'autre côté de l'estuaire de la Gironde, en Médoc, où ils poursuivent leur route vers Bordeaux et ses nombreux sanctuaires, ou Soulac et sa célèbre basilique Notre-Dame.
Les moines de Mortagne ont également pour mission de secourir les marins en détresse. Cette communauté religieuse, assez réduite, reste en fonction jusqu'à la Révolution, où les derniers moines Récollets sont dispersés.
L'ermitage de Mortagne est classé monument historique depuis le 13 mars 1987. Il est ouvert à la visite.

Musée de Mortagne 
Depuis l'été 2003, Mortagne-sur-Gironde a aménagé un petit musée local, implanté dans l'ancien embarcadère construit par l'ingénieur Charles Fernand Lasne à proximité de l'actuel port de plaisance. Il retrace l'histoire du village au moyen d'un fonds original de 300 reproductions de cartes postales anciennes.
Animé par une association communale, L'Embarcadère, il a pour but de faire connaître aux visiteurs l'histoire et le patrimoine de cette petite cité des bords de Gironde.
L'entrée du musée est gratuite.