Градостроительное значение здания в составе комплекса: расположен в восточной части ансамбля, вне крепостных стен, в непосредственной близости к реке Вологда; восточный фасад ориентирован на реку и на Зареченский посад, через который проходила дорога на Архангельск; Объемно-пространственная и планировочная композиция здания: кирпичное, на известковом растворе с затиркой швов; размеры кирпича 33х16х9 см; длина до полукружий апсид – 31,65 м; ширина – 25,9 м; высота до сводов – 38,4 м; общая высота (с крестом центральной главы) – 59,65 м; храм шестистолпный, пятиглавый, трехапсидный, трехъярусный; центральная глава собора смещена к алтарной, восточной части; западные главы расположены по центральной оси помещения храма; восточные главы расположены над Предтеченским и Стратилатовским приделами алтаря; перекрытия крестовые сводчатые; характер обработки фасадных поверхностей: штукатурка, окраска; Композиция и архитектурно-художественное оформление фасадов: конфигурация кровли и характер кровельного покрытия; местоположение, размер и форма оконных и дверных проемов; тип и рисунок столярных заполнений оконных и дверных проемов; членение северного и южного фасадов пятью лопатками-пилястрами простого профиля на четыре широкие гладкие прясла; полуциркульные закомары, завершающие прясла; три входа по осям центрального барабана, представляющие собой перспективные порталы с килевидными завершениями; открытое крыльцо с гранитными ступенями и росписью под козырьком у портала южного фасада; членение западного фасада четырьмя пилястрами на три прясла; три полукружия апсид восточного фасада, колонки между апсидами, перекрытия апсид по сферической поверхности; закомарное завершение собора, водометы между закомарами; луковицы глав, расположенные на высоких мощных барабанах; металлические прорезные кресты; многопрофильные карнизы; профили тяг, пилястр, наличников; Пространственно-планировочная структура и элементы архитектурного оформления интерьеров здания: планировка здания в капитальных стенах; шесть мощных квадратных в плане столбов, поддерживающих крестовые своды; пятиярусный иконостас 1744 года; металлические сквозные врата; архиерейские гробницы; настенная живопись, фрески, датируемые 1686 годом; внутристенная лестница в северо-западном углу храма, ведущая на кровлю.
