По своей архитектуре пятиглавый Успенский собор очень близок послужившему для него образцом одноименному собору Московского Кремля, превосходя его по размерам. Это самый большой храм Троицкого монастыря, но поставлен он так, что его торжественное величие не подавляет собой другие, более древние и меньшие по размерам постройки монастыря. Успенский собор ограничивает соборную площадь с востока.
Главной святыней собора являются покоящиеся в нем мощи святителя Иннокентия, митрополита Московского.