Джеймс О'Горман описал Церковь Троицы как "культурное событие первой важности в американской истории". Здание представляет собой симбиоз бостонского стиля и пуританских традиций, также являясь проявлением американского творческого потенциала в архитектуре. Однако церковь Троицы появилась благодаря ее пастору, Филлипсу Бруксу. Архитектурный стиль церкви Троицы формируется при помощи арок, как и другие здания относящиеся к романскому архитектурному стилю. Ричардсон разрабатывал проект церкви таким образом, чтобы с такими структурными особенностями, как арки и перемычки, сделанными из различного типа камня, выразить всю красоту здания. Глубокие окна и украшения из кованого железа усиливают ощущение массивности здания. Округленные, выдающиеся эркеры, украшенные конусами, и квадратные башни, увенчанные пирамидальными крышами, также дополняют архитектурный стиль здания. Ричардсон использовал смелые способы для украшения секций здания. Здесь, в церкви Троицы, более низкая часть здания окрашена в черный цвет, а верхняя является красной. Шевроны выдвигают на первый план передний фасад церкви. Непрерывный барельеф в виде шахматной доски окружает часовню, как пояс, "примиряя" между собой более низкие и верхние секции.
Структура здания призвана быть функциональной, и архитектуры при ее разработке основывались симметричности построений. За 40 лет до того, как церковь Троицы была построена, 580 акров, включающих территории в Заливе, были подвержены действию приливов и отливов, и здесь были болота, неспособные удержать здания. Превращение этого болота в фешенебельный район, почти удваивая область города, привело к тому, что застройка Бостонской бухты стала одним из самых честолюбивых проектов общественных работ в Америке. Главные строительные материалы, используемые при строительстве Церкви Троицы - это гранит Монсона и песчаник Лонгмидоу. Одна только ее башня весит 90 миллионов фунтов. Чтобы поддержать этот огромный вес, 4000 столбов из кедра были загнаны ниже горизонта грунтовых вод на девяностофутовой площади. В отличие от своего соседа, Башни Хенкок, которая имела преимущество благодаря использованию таких материалов как бетон и железные сваи, все сваи, поддерживающие Церковь Троицы, сделаны из дерева. Эти сваи поддерживают четыре гранитных пирамиды (35-футовый квадрат, и 17 футов высотой), которые формируют проход через область, где повышается уровень вод. Если бы деревянные сваи соприкасались с воздухом выше уровня земли, они начали бы гнить. Насосная система измеряет уровень подземных вод, и держит его в 17-футовом диапазоне. Одни и те же деревянные сваи поддерживают Церковь Троицы, начиная с ее строительства.