Se destaca por su fachada en estilo barroco estípite o barroco popular, considerada una de las más bellas de Tlaxcala.

Su atrio está totalmente bardeado con arcos invertidos y precede a la impresionante fachada realizada en argamasa blanca profusamente decorada con una gran variedad de formas. En la tarde al reflejar los rayos del sol la iglesia parece haber sido hecha de perla.

Tienen una torre con finas columnas salomónicas en los cuerpos superiores.

En el interior tiene varios retablos de estilo neoclásico. Su retablo principal es blanco con dorado y tiene un estilo barroco, aquí se encuentra el santo patrono San Nicolás de Bari.