Выстроенные в разное время колокольню, трапезную и храм объединяет общее архитектурное решение: во многом чувствуется дух официального русско-византийского стиля. Объемно-пространственная композиция почти в точности повторяет храмы К.А. Тона, в том числе и Вознесенского собора: кубовидный двусветный четверик четырехстолпного пятикупольного храма с ложными закомарами над пряслами стен, разделенных трехчетвертными колонками. Завершают храм восьмигранный световой барабан с восьмигранной луковицей и четыре ложные главки (ныне утраченные). С юга и севера в храм устроены входы в виде каменных крылец в формах XVII века. В оформлении храмовой части ярко прослеживаются и классические элементы: отголоски ордерной системы в виде полуколонок, антаблемента, украшенного триглифами и сухариками карниза. Памятник играет важную градостроительную роль, удерживая композицию северной части городского центра.
