Zo stavebného hľadiska ide o zrubovú konštrukciu. Chrám je trojdielny, trojpriestorový, dvojvežový s troma krížmi. Je osadený na nízkom základe. Vchod zo západnej strany do predsiene je chránený vysunutou strieškou. V zadnej časti lode je chór, ktorý je prístupný drevenými schodmi z južnej strany lode. Apsida je pravouhlá. Chrám je vybavený malými oknami v lodi a vo svätyni. Spodná časť pod vežou sa skladá z horizontálne poskladaných dosák. Obvody všetkých troch priestorov sú pokryté šindľami. Šindle sú kladené vertikálne v horizontálnych pásoch. Hlavná veža sa smerom hore zužuje. Na vrchu je posadená kónusová strecha. Jej kruhový pôdorys umocňuje originálny vzhľad stavby. Svätyňa je pokrytá sedlovou strechou. Vo veži chrámu sú zavesené dva zvony. Nad vežou je trojramenný kríž, nad loďou sa nachádza ozdobený jednoramenný kríž a nad koncom svätyne je umiestnený jednoduchý jednoramenný kríž.
V chráme sa nachádza neúplný ikonostas, ktorý sa radí medzi národné kultúrne pamiatky. Je dvojradový a pochádza zo 17. storočia. Namiesto prvého radu sú voľne zavesené ikony a to ikona svätého biskupa Mikuláša, ikona Bohorodičky Hodigitrie, ikona Krista Učiteľa a menšia patrocinálna ikona svätého evanjelistu Lukáša.
Cárske dvere, nazývané aj kráľovské, sväté alebo hlavné, sú v strede ikonostasu a vedú do svätyne. Nad cárskymi dverami je umiestnený Mandylion – vyobrazenie Kristovej tváre na šatke. Absentuje celý druhý rad sviatkov. Veľmi vzácna je rozmerná tabuľa obsahujúca tretí a štvrtý rad ikonostasu. Tretí, apoštolský rad vytvára Veľký Deésis. Uprostred má ikonu Krista Veľkňaza, vyobrazeného spolu s Bohorodičkou na severnej a svätým Jánom Krstiteľom na južnej strane. Veľmi ťažko je určiť totožnosť apoštolov. Z čitateľných apoštolov možno uviesť iba svätého Petra, svätého Pavla a svätého Jakuba Zebedejovho. Ostatné postavy sú bez atribútov alebo majú iba všeobecný atribút apoštolov – knihu a sú výzorovo nejasné. Štvrtý rad prorokov má uprostred ikonu Panagie – modliacej sa Bohorodičky s anjelmi na obidvoch stranách. Z ostatných postáv sú identifikovateľní Áron, Nahum, Ezechiel a Aggeus. Vrch ikonostasu tvorí rozmerná tabuľová ikona Ukrižovania s viacerými postavami. Na severnej strane sa nachádza Bohorodička, zrejme i Mária Magdaléna, na južnej strane svätý evanjelista Ján a pravdepodobne stotník Longin. Za ikonostasom sa vo svätyni nachádza zdobený oltár s ikonou Snímania z kríža z 18. storočia a ikona sv. archanjela Michala nad žertveníkom.
V chráme sa nachádza viacero ďalších vzácnych ikon, samostatne rozmiestnených v lodi. Pozornosti neujdú rozmerné ikony maľované na plátne po stranách ikonostasu. Na južnej strane je to Posledný súd, na severnej Zvestovanie Bohorodičke a svätá Paraskeva.
Na severnej stene môžeme vidieť viacero drevených ikon Bohorodičky Hodigitrie i dominantné ikony Krista Pantokrátora a svätého archanjela Michala. Oproti sa nachádzajú menšie ikony: Ukrižovanie, zriedkavá ikona sv. Jána Sučavského a spoločné vyobrazenie biskupa Mikuláša a Paraskevy a ďalšie ikony v predsieni chrámu.
Drevený chrám v Tročanoch bol v roku 1968 vyhlásený za národnú kultúrnu pamiatku. Rôzne opravy chrámu sa uskutočnili v rokoch 1897, 1933 a 1968. V rokoch 2010 – 2011 bol chrám kompletne opravený a zreštaurovaný v rámci projektu "Záchrana drevených chrámov na Medzinárodnej drevenej ceste" z prostriedkov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.