Tiene una planta de cruz latina y está formado por la nave central, cubierta por una bóveda de cañón corrido trabajada en ladrillo y piedra pómez, finamente decorada con yesería y pan de oro, de estilo mudéjar. Constituye un importante aporte a la arquitectura colonial quiteña del Hermano jesuita italiano Marcos Guerra, quien colaboró también en la construcción de las cúpulas ubicadas en las capillas laterales y en la cúpula mayor del crucero.
En las capillas laterales norte y sur se destacan 6 imponentes retablos atribuidos a la afamada escuela de Arte Quiteño del siglo XVIII. Sobre el crucero se levanta la magnífica cúpula mayor, destacada por su esbeltez y decoración de pinturas murales. En los transeptos norte y sur sobresalen los retablos gemelos de San Francisco Javier y San Ignacio respectivamente, atribuidos también a Marcos Guerra y en el presbiterio destaca el dorado del retablo mayor realizado por el gran imaginero colonial quiteño, Bernardo de Legarda en 1745. Cubre este espacio una cúpula ochavada, obra singular de la arquitectura quiteña, que está decorada con rasgos mudéjares.