Stenkyrka, rundkyrka. Den nyklassiska rundkyrkan, ett miniatyranteion, vid östra sidan av Hämeenlinnas torg, var redan vid sin invigning 1798 en sällsynthet för sin tid. Det runda altaret stod ursprungligen i mitten av salen och runtomkring det höjde sig mjukt krökta bänkrader som i en amfiteater. Huvudingången framhävdes av en dorisk tempelgavel.
Byggnadsarbetena inleddes 1792 och kyrkan färdigställdes i slutet av 1798. Under byggnadsarbetena avvek man från de ursprungliga planerna med tillstånd från överintendentens ämbete. Byggnadsarbetena leddes av fästningslojtnanant N. Cederrgren och byggnadsmästare var murarmästare Müller från Viapori.
Det höga klocktornet, anslutet till kyrkans sakristia på östra sidan, är från 1837 och ritat av intendentkontoret. Den ursprungligen med kupol täckta rundkyrkan utvidgades till en korskyrka 1892 efter arkitekt Josef Stenbecks planer. Kyrkans nuvarande utseende härstammar från början av 1960-talet efter arkitekt Aarno Ruusuvuoris planer. Mellan kyrkan och torget finns Kyrkoparken, ritad av arkitekt Armas Lindgren.