Храм имеет достаточно внушительные размеры: площадь 38 на 28 метров и высоту32 метра. Пятиглавый крестово-купольный храм, построенный из красного кирпича, является настоящим украшением Свияжска. Центральный купол собора имеет полусферическую форму, под ним кольцом расположены 16 окон. Визуально храм похож на многоярусную башню. С боков храма имеется два придела — в честь святой пророчицы Анны и преподобного Серафима Саровского.