Деревянная Вознесенская церковь стоит на окраине города Торжка, на высоком правом берегу Тверцы. Основу композиции здания составляет высокий двухсветный четверик. На него поставлены три постепенно убывающие вверх восьмерика, увенчанные глухим барабаном с массивной главой. К храму с востока примыкает граненая апсида, с запада - прямоугольная в плане трапезная и крыльцо. Четверик и все три восьмерика внутри открыты до самого верха. Стены гладко отесаны, верхние ярусы расписаны клеевыми красками - роспись XVIII века. В потолке верхнего яруса находится восьмиугольная ниша с изображением Новозаветной Троицы.

В нижних ярусах сохранилась живопись второй половины XIX века. Храм неоднократно перестраивался. Все ярусы прорезаны небольшими окнами с очень простыми наличниками, характерными для рядовой жилой архитектуры Торжка конца прошлого века.

Строгий и четкий силуэт, монументальность и цельность объемно-пространственного решения здания, словно вырезанного из одного куска дерева, напряженная устремленность ввысь - вот главные отличительные черты этого выдающегося памятника деревянного зодчества.