Основные характеристики архитектуры Спасо-Преображенского храма были определены ориентацией на столичный образец — Успенский собор Московского Кремля. Нижегородский собор представлял собой громадный шестистолпный трехабсидный храм, имевший внешние размеры четверика — 27 х 35 м32, абсолютно совпадавшие с габаритами образца. Гигантское сооружение венчалось представительным пятигла- вием, традиционно сдвинутым к востоку. Алтарная часть по высоте составляла примерно половину общей высоты собора и поэтому в общей архитектурной композиции казалась приставленной к могучему телу храма. Однако с боковых точек зрения композиция уравновешивалась развитым объемом западного крыльца33.

Фасады, традиционно расчлененные на прясла (по четыре на продольных фасадах и по три — на восточном и западном), заканчивались полуциркульными закомарами. Их архивольты опирались на капители тонких пилястр, имевших профилированные базы, по высоте равные соборному цоколю. Два уровня окон определяли верхнюю и нижнюю зоны фасадных плоскостей, граница между зонами была проведена отливом стены. Горизонталь отлива проходила вокруг собора на уровне высоты абсид, на фасадах нижняя зона оказывалась меньше верхней, а непосредственно под линией отлива помещались окна первого света. Отлив стены был, по-видимому, довольно значительным, т.к. даже чертеж дает представление о том, что верхняя зона прясел утоплена вглубь по отношению к поверхности пилястр. Боковые входы в храм, оформленные сдержанными перспективными порталами, располагались в пряслах, соответствующих северному и южному рукавам креста. Первоначально собор должен был иметь позакомарное покрытие. Барабаны и главы несколько раз перестраивались34, в конце XVIII в. были устроены последние, сохранившиеся до разборки, а вместе с ними позакомарное покрытие заменено на четырехскатное. Продольные фасады разделены на четыре прясла, среднее из которых было немного выше и шире остальных, но в целом заметно стремление к уравниванию прясел. Западный фасад, очевидно, имел деление на три прясла; было ли деление на прясла на восточном фасаде — неизвестно. Разработанная система декорации Спасского храма представляет собой полный вариант традиционного решения фасадов шестистолпного собора, однако в этом памятнике нужно отметить верность пропорций и ясность фасадного рисунка.

Внутреннее пространство сооружения было разделено шестью столбами (четырьмя круглыми интерьерными, т.е. находящимися перед иконостасом, и двумя квадратными заиконостасными) на двенадцать разновеликих ячеек. Низкую профилированную базу имела только западная пара опор, все интерьерные столбы заканчивались вверху стилизованными кубовидными капителями крупных размеров, в основании которых был проведен валик. Квадратные в плане восточные опоры капителей и постаментов не имели. В интерьере собора, по всей видимости, был выделен пространственный крест, причем ширина поперечных «травей» постепенно уменьшалась к западу, а размер крайнего западного деления был равен крайнему восточному. Своды храма опирались на чуть пониженные подпружные арки и были перекинуты практически на одинаковой высоте, только немного понижаясь к западу.

Упорядоченное расположение окон составляло, на первый взгляд, традиционную систему освещения соборного интерьера. Два уровня света опоясывали собор по горизонтали, причем окна второго ряда были больше по высоте, и их верхние откосы располагались в один уровень с пятами подпружных арок, нижний же ряд находился на одной высоте с окнами низких абсид, т.е. на высоте, вполне соразмерной человеческому росту. Дополнительный свет поступал из окон, устроенных по восемь в каждом барабане (надо полагать, что количество верхних окон было неизменным, переходящим «по наследству» в перестраиваемые барабаны).

По всей видимости, интерьер Спасского собора был пронизан потоками света, организованными в стройную, рациональную систему, позволяющую равномерно осветить храмовое пространство. Обилием света и характером его организации нижегородский собор должен был заметно отличаться от соборных сооружений XVI в., окна которых были значительно уже, а обычное их расположение было несколько иным: если верхний оконный ряд в храмах XVI в. часто заходил в поле закомар (т.е. устраивался непосредственно под перекрытиями)35, то нижний обычно располагался в согласии с верхним и уровнем окон высоких абсид, т.е. довольно высоко над землей. В нижегородском соборе нижний уровень света был расположен соразмерно человеческому росту, и в целом устройство освещения носит более рациональный характер.

В алтаре, помимо четырех окон, помещенных в крайних пряслах продольных стен, три окна были устроены в центральной абсиде и по одному в боковых. Особенностью нижегородского собора, не встречающейся ранее в композициях шестистолпных храмов, является окно, расположенное в среднем прясле восточной стены над абсидами. Окно служит дополнительным источником освещения алтарного пространства, его расположение видно на сохранившемся разрезе собора36. По продольному разрезу невозможно решить вопрос о наличии окон в боковых пряслах восточной стены. Однако по аналогии с нижегородскими постройками XVII в. — соборами Печерского (1632 г.) и Благовещенского (1649 г.) монастырей — окно должно было находиться лишь в центральном прясле восточного фасада, являясь, видимо, отличительным, «авторским» знаком нижегородской артели мастеров.