Трехчастный в плане, двухъярусный; внизу расположен зимний, теплый храм, наверху - летний, холодный. Средний восьмерик (8,5х10 м) ориентирован длинной стороной перпендикулярно продольной оси собора. К нему с востока примыкает граненый пятистенный алтарь (4х6 м), с запада - бабинец (6x5 м). Зимняя церковь перекрыта крестовыми сводами (высота 6 м), летняя - верхами, из которых боковые имеют по два залома, средний - три. Высота среднего верха в интерьере 24 м, а вся его высота (от земли вместе с крестом) 45 м. Первый ярус окружен открытой аркадой-галереей, на которой на уровне пола верхнего храма устроен обход-гульбище. На обходе, против северной и южной лобовых граней восьмерика, как и в первом ярусе, устроены выступы-павильоны, стены которых, перпендикулярные продольной оси собора, играют роль контрфорсов. Фасады оформлены полуколонками с перехватом, окна также обрамлены полуколонками с многолопастными фигурными фронтончиками над ними. Благодаря тому, что храм имеет подклет - нижнюю церковь, а его башнеобразные объемы обильно декорированы полуколонками, многочисленными карнизами и поясками поребрика, его облик приобретает легкость, изящество и законченность. Интерьер собора гармонирует с внешней архитектурой, он поражает изысканной красотой, стройностью и высотой. Многочисленные линии среднего верха стремительно взлетают ввысь и на высоте первого залома начинают сближаться, но в гранях первого восьмерика они выпрямляются и устремляются вверх, затем еще раз ломаются и сближаются, чтобы в третий раз стремительно взлететь ввысь и сойтись в зените верха. Нет в украинской каменной архитектуре другого такого здания, где бы прием высотного раскрытия внутреннего пространства был осуществлен с таким блеском. Монументальный и возвышенный образ Покровского собора наиболее ярко выражает эстетические представления народа, и это ставит его на одно из первых мест в архитектуре украинского барокко.

© Г.Н. Логвин, Украина и Молдавия, «Искусство», М., 1982 г.