Это интереснейшее по своей архитектуре 16-лепестковое в плане центрическое сооружение. Мастера, строившие этот храм, вдохновлялись мотивами столичного барокко, смело сочетая их с традиционными приемами ярославского зодчества хvii столетия. О высоком мастерстве строителей Казанской церкви говорит и сложное конструктивное решение перекрытий. Наружное убранство стен Казанской церкви составляют барочные по рисунку, плоские, с треугольным и полукруглым завершением, наличники окон. Тот же мотив повторен и в обрамлении всех трех порталов. В одном из ложных окон старого яруса сохранилось фресковое изображение Николы, которому в храме был посвящен особый престол. По описанию современников, до советской власти в храме находился «иконостас величественный, архитектуры елизаветинского времени, весь вызолочен, образа того же времени в греческом, но невысоком стиле: вся церковь по стенам, сводам и столпам расписана альфреско… Трудились в расписании церкви ярославские иконописцы с 1796 по 1799 год». Эти росписи сохранились до наших дней. Рядом с церковью находится огромная пятиярусная колокольня. Это величественное сооружение развитого классического стиля могло бы украсить любой губернский город. Удачно найдены его общие пропорции, соотношение высоты ярусов и пролетов арок. С большим изяществом выполнены резные белокаменные детали. Вместе с далеко вынесенными карнизами, фигурными кровлями верхних ярусов и сложной формы главкой они очень обогащают силуэт колокольни, делают ее зрительно необычайно легкой и стройной.