Tardó 36 años en construirse y cuenta con un clásico estilo barroco mexicano.

La iglesia tiene una planta en forma de cruz latina y el crucero está techado con una cúpula. El altar mayor despliega tres nichos en donde se pueden ver al profeta Elías y a Santa Teresa de Ávila, franqueando a la imagen de Nuestra Señora del Carmen.

El edificio ha sido testigo de la historia de Tehuacán y ha tenido diversos usos a lo largo de la historia, como hospital, cárcel, estación de ferrocarril, cuartel y actualmente alberga al Complejo Cultura del Carmen que incluye la Biblioteca Municipal, el Patio de las Columnas, la Iglesia, el Parque Ecológico y los Museos del Valle de Tehuacán y el Museo de Mineralogía.