Die ersten Bauten des Klosters errichteten die Mönche vermutlich aus Holz. Im 13. Jahrhundert wurde das Kloster erheblich ausgebaut und vermutlich entstand zu dieser Zeit ein neuerlicher Kirchbau. Bei Ausgrabungen konnte nachgewiesen werden, dass in Marienthal Glocken gegossen werden. Dies ist bis dato einmalig für eine Klosterwüstung in Ostfriesland. Im Vergleich mit einer ähnlich verzierten Glocke in Dornum wird die in Marienthal genutzten Form in die romanische Zeit datiert. Nach Angaben von Ubbo Emmius soll Marienthal im 13. Jahrhundert das schönste Kloster zwischen Weser und Ems gewesen sein.