Архитектурный стиль собора отличается необычной для русской архитектуры планировкой и композицией. Главное помещение собора квадратное в плане и соединяется с крытыми галереями, а также полукруглой апсидой с двумя восьмигранниками. Восточный фасад собора выделяется пирамидальной композицией и устремленностью вверх. Внутреннее убранство собора богато украшено лепниной и живописными панно. Иконостас, завершенный в 1759 году, состоит из пяти рядов икон и выполнен мастерами московской артели Якова Жукова.