L'edificio in pietra bianca con le colonne in marmo rosso, ha una pianta a croce greca coperta da una grande cupola sostenuta da quattro arconi, affiancata da quattro calotte emisferiche che ricoprono i quattro bracci della croce. 
La sua struttura ricorda lo stile bizantino delle chiese orientali. 

Aperto al culto il 2 settembre 1868, può accogliere circa 1600 fedeli.
L'interno è decorato con pregevoli affreschi e pitture su fondo ad olio. 
Di grande pregio e valore artistico le quattro icone dell'iconostasi che ricoperte in oro e argento e sono state eseguite in Russia nel primo '800. 
Davanti all'iconostasi risalta il grande candelabro d'argento donato dal granduca russo Paolo Petrovich Romanov durante la sua visita a Trieste nel 1772.

Curiosità: la pietra bianca, proveniente dalle cave di Santa Croce e dall'isole di Brioni in Istria, mentre le colonne rosse sono in marmo di Verona