В архитектурном облике здания сочетаются элементы псевдоготики и романского стиля. Псевдоготический стиль, популярный в Европе в XVIII — первой половине XIX века, использовался Г. И. Торичелли во многих культовых постройках в Новороссийской губернии, кроме того, граф Воронцов, также предпочитал его. Северный фасад его дворца в Алупке также выстроен в этом стиле. Церковь была спроектирована с характерной колокольней — по образцу английских соборов. В оформлении окон и дверей встречаются элементы романской архитектуры (полукруглые арки в оконных и дверных проёмах). Здание не похоже на привычные православные храмы: нет позолоченных куполов, арочных порталов, сложные наличники окон заменены скромной резьбой по камню, для украшения использованы витражи, а высокая колокольня с полукруглым шпилем напоминает башню готического замка. Современники описывали его как «обыкновенный дом со стрельчатыми окнами, с пристроенной к нему четырёхугольной башней, на которой осьмиугольный пирамидный шпиль высотой 120 футов».