Єдиний повністю збережений зразок візантійського зодчества на території України, цей храм є найстарішою діючою церквою Криму й безсумнівним шедевром православної архітектури. Його було побудовано в 8 ст., підтвердженням чому служить меморіальний напис на одній із колон, датований 752 роком.
Стіни храму складені в традиційній візантійській техніці «opus mixtum» – чергування білих вапнякових блоків із рядами червоної плінфи (широкої та плоскої випаленої цегли).
Святкового, ошатного вигляду будівлі надають променисті обрамлення вікон, профільовані ніші та лиштви, виразні багатоступінчасті архівольти, що прикрашають центральну частину бічних фасадів.
У плані храм хрещато-баневий, триапсидний. Купол, прорізаний дванадцятьма вікнами, підтримують ізсередини колони із сірого мармуру, увінчані різьбленими капітелями. На колонах установлені чотири високі арки, що підтримують купол.
У 1834 р. до північної стіни храму було прибудовано новий бічний вівтар, а в 1846 р. до західного фасаду прибудували трапезну із дзвіницею в стилі класицизму, що зовсім не гармоніює з давньою будівлею.
У 1972 р. храм реставрували – закріпили розписи й залишки давньої штукатурки, навколо південного та східного фасадів поверхню землі знизили до початкового рівня, на куполі відновили хрест. У 1990-х роках древній храм було повернуто церкві.