Ранее храмовый комплекс Гроба Господня состоял из нескольких обособленных святилищ: ротонды, непосредственно содержащей Кувуклию, Голгофских (православной и римо-католичской) приделов и соборного храма Иерусалимской Православной Патриархии. Базилика крестоносцев объединяла эти объекты в едином внутреннем пространстве. Ныне кафоликоном (соборным храмом) Воскресения Господня в называют «срединный» объем комплекса храма, выгороженный особыми, не доходящими до сводов стенами, сооруженными после пожара 1808 года. Греческая перестройка того времени изменила композицию сооружения: кроме боковых стен появился высокий иконостас. С литургической точки зрения было достигнуто единство храмового пространства, создана необходимая молитвенная атмосфера для православного богослужения.
Купол кафоликона, меньший из 2 куполов храма, расположен над западной его частью. Точно под куполом на специальной вазе-подставке помещена мраморная полусфера, обозначающая место, именуемое «мезомфалос» - «пуп Земли». Представление об Иерусалиме как о центре земли и домостроительства спасения известно издревле , но это сооружение появилось в храме не ранее 1810 года. В куполе помещено мозаичное изображение благословляющего Христа Вседержителя в окружении Божией Матери, святого Иоанна Предтечи, архангелов Михаила и Гавриила, 12 святителей. Между 8 окнами барабана, в нишах,- изображения серафимов и херувимов. Мозаичные работы в куполе кафоликона были завершены в 1994 году.
Кафоликон является кафедральным собором Иерусалимского Патриархата, почему тут имеется 2 тронных места в его восточной части – престолы патриарха Иерусалимского у южного столба и его представителя, митрополита Петро-Аравийского, у северного. Над иконостасом – галерея с 3 выступающими в храм амвонами (маленькими балкончиками), откуда по древневизантийскому правилу диакон должен читать Евангелие. Вся восточная часть кафоликона, включая иконостас, солею с 4 ступенями, 6 колонн на ней, северный и южный входы в алтарь, представляет собой единый ансамбль из розового мрамора.