Jedná sa o trojloďovú gotickú stavbu s päťbokým presbytériom, v ktorom sa zachovalo pôvodné pastofórium. Chrám je zaklenutý krížovou klenbou s hruškovito profilovanými rebrami a svorníkmi s erbami kráľov Žigmunda Luxemburského, Albrechta Habsburského a erbom mesta Trnava. V interiéri predsiene sa zachovali pôvodné fresky. Na západnej strane chrámu sa nachádzajú dve mohutné veže. Bočné lode boli v roku 1629 pri obnove rozšírené o bočné kaplnky, vsunuté medzi oporné piliere. Mobiliár dómu pochádza z 18. storočia. V rokoch 1739 – 1741 bola pri barokovej prestavbe pristavaná k severnej lodi centrálne riešená kaplnka.

Areál kostola ďalej obsahuje základy románskeho karnera (osárium), základy kostola sv. Michala, a archeologicky zistený cintorín.