Исследования, а затем и полная реставрация памятника (1966) показали, что он представляет собой образец того нового типа храма, который был выработан на московской земле в годы высокого подъема национального искусства, последовавшего за знаменательной победой на Куликовом поле. Это относительно небольшая четырех столбная церковь с одной главой и тремя невысокими апсидами; строгую гладь ее стен завершают киле видные закомары, форму которых подхватывают два ряда кокошников, создавая переход к башнеобразному барабану, увенчанному шлемовидным куполом и крестом простого рисунка.

Однако, несмотря на небольшие размеры, Троицкий собор производит впечатление величественного и мощного сооружения; весь его облик как бы подчеркивает мемориальное назначение храма, поставленного над гробом Сергия Радонежского. Так, необычен эффектный наклон стен к центру здания (до 45 см), придающий ему особую зрительную устойчивость и вместе с тем устремленность ввысь. Это впечатление усиливается пирамидальным сужением кверху высокого барабана и его постамента, а также последовательным применением подобного приема в построении порталов, окон, кокошников и т. д.

Стены собора выложены из правильных блоков белого камня; узкие, редко расположенные щелевидные окна подчеркивают толщину и массивность его конструкций, Членения фа садов сохраняют традиционную трех частность, но это уже не обычная владимиро-суздальская разбивка поверхности стен лопатками тонкого профиля с полу колонками, переходящими в обрамление закомар. Плоские лопатки Троицкого собора очень массивны и приобретают значение конструктивных пилястр; на их капители опирается арочная кладка киле видных закомар, поле которых отделено от плоскости стен дополни-тельным уступом. Таким образом, здесь впервые в русской архитектуре появляется оригинальная трактовка классической ордерной системы, получившая затем своеобразное развитие в сооружениях последующего столетия.

Единственным украшением фасадов собора служит широкий пояс из трех лент искусно высеченного орнамента; он как бы стягивает тело храма, разделяя его на две неравные по высоте части, а также огибает верх алтарных апсид и высо-кого барабана главы. Интересно отметить, что в западном членении северного фасада нижняя лента орнамента имеет иной рисунок; отсюда, очевидно, начинали мастера насечку, выбирая характер узора. Особым своеобразием отличалось первоначальное завер-шение памятника. Массивный башнеобразный барабан с де-сятью огромными окнами и главой установлен на высоком прямоугольном постаменте; с четырех сторон к постаменту примыкали объемы ступенчатых арок, оформленных в виде кокошников и повторявших по своему рисунку очертания фасадных закомар (не сохранились); по углам четверика, как бы замыкая перспективу при взгляде снизу, располагались еще четыре кокошника, так называемые диагональные закомары. Есть основания полагать, что в то время собор был покрыт "свинчатыми досками", уложенными непосредственно на своды по слою бересты 52.

В настоящее время завершение Троицкого собора несколько отличается от первоначального: при реставрации 1966 года была восстановлена та система покрытия, которую собор получил в 1510 году, когда была устроена железная кровля ("побили железом верх"), разобраны кокошники у постамента барабана и сделан новый, более высокий купол.

Западный фасад собора был, очевидно, главным: здесь рас положен огромный киот (восстановлен в 1966 г. по обнаруженным фрагментам), обрамления которого повторяют формы и размеры входных порталов. Следы фресковой живописи в нише киота дают основание полагать, что тут размещалась икона, и вероятнее всего-"Троица", которой посвящен не только храм, но и весь монастырь. (К сожалению, теперь со бор почти не виден с запада из-за пристроенной паперти (XVI в } и очень близко поставленной двухэтажной ризницы (1781). С северной стороны объем собора кажется несколько грузным и тяжеловесным. Отсюда можно проследить еще одну редкую особенность храма-несоответствие между членения ми фасадов и организацией внутреннего пространства. Строители, очевидно, преж-де всего стремились создать наиболее удобный интерьер храма и потому сознательно пошли на то, что лопатки и закомары на фасадах не отвечают расположению сводов, а барабан и порталы заметно смещены в сторону алтаря 53.