Никольский кафедральный собор представляет собой архитектурный комплекс, состоящий из Покровской и Николо-Низской церквей, звонницы и административных помещений. Здесь ранее находился деревянный храм, который впоследствии был заменен каменным сооружением. Точная дата постройки зданий неизвестна, но считается, что они были возведены постепенно в течение 18-19 столетий. В то время приход был одним из самых малочисленных в городе, и его посещали в основном представители низших сословий. Для финансирования ремонта, реставрации и поддержания сооружений в хорошем состоянии священники активно привлекали средства богатых казанских купцов.
В 1930-х годах собор был закрыт, как и многие другие религиозные учреждения, однако в 1946 году его снова открыли для верующих. В это же время ему был присвоен статус кафедрального собора, и с тех пор он работает без перерывов.
Покровская церковь, имеющая пятикупольную структуру, является одной из самых древних церквей в городе. Она имеет небольшие размеры и лаконичные формы. Внутри храма стены украшены масляными картинами Василия Турина, художника первой половины 19 века, который создал первые литографии с видами Казани. Благодаря ограниченному естественному освещению и таинственному полумраку от свечей внутри церкви царит особая камерная атмосфера, способствующая общению с Богом.
Слева от здания находится 30-метровая трехъярусная колокольня, выполненная в стиле русского барокко. Она была построена в начале 18 века и стала главной достопримечательностью всего комплекса. Особенность конструкции заключается в том, что она кажется "падающей башней" со стороны, так как немного наклонена под небольшим углом.
Никольский (Николо-Низский) храм имеет более роскошный облик. Его голубой фасад выделяется слегка вычурными барочными линиями, а интерьер украшают искусные фрески, напоминающие "Тайную вечерю" Леонардо да Винчи. В оконных проемах видны красные витражи в форме крестов, отражающиеся на многоярусных люстрах. Общая обстановка в соборе является пышной и торжественной, подчеркивающей его высокий статус.
Помимо этого, в комплексе при соборе функционирует библиотека духовной литературы.