Собор является памятником архитектуры второй половины XVII века.
Храм расположен в центральной части города на правобережной стороне.
Собор является архитектурной доминантой и замыкает перспективу выходивших к нему улиц. Алтарная часть храма обращена на берег Волги, в южном и западном направлении находятся основные доступы к собору.
Пятиглавый двухъярусный храм имеет два богато декорированных крыльца и окружен обширной галереей. У храма два придела, северный в честь Петра и Павла и южный посвященный Борису и Глебу.
Освещение в центральную часть храма попадает через окна, которые находятся в галерее, и световые барабаны.
У храм богато украшена галерея и верхняя часть основного храмового здания декорированная изразцом, фигурной кладкой, рельефным декором и росписями.
Основным декоративным элементом галереи является изящная аркада окон. Аркаду дополняет пояс украшенный изразцами. Под кровлей здания расположен ярко расписанный пояс расписанный библейскими сюжетами.
В XVIII веке был выполнен позолоченный иконостас, в отличии от других иконостасов этой эпохи, он выполнен без лишней пышности, свойственной стилю барокко. В храме сохранились древние иконы, среди них икона «Оранта», и образцы деревянной скульптуры. Одна из наиболее почитаемых икон – огромный трехметровый поясной образ Спаса Всемилостивого, созданный Дионисием Глушицким.