Центральный объём двусветный. Трёхнефная трапезная разделена пилонами, вытянутый по поперечной оси главный четверик напоминает трансепт. Стены и барабан оформлены пилястрами композитного ордера с капителями: лепными в первом ярусе и живописными во втором. Четырёхъярусный иконостас по замыслу архиепископа Феофана (Прокоповича) и рисунку М.Г. Земцова вырезал К. Ган, лепку исполнил Игнатий Росси, иконы созданы художниками Василием Ивановым Василевским, Андреем Матвеевичем Матвеевым, Андреем Меркурьевичем Поспеловым и др. До 1802 г. церковь была придворной. В 1869–1872 гг. архитектор Георгий (Иван) Иванович Винтергальтер перестроил здание, в 1871 г. в надстройке над ризницей был освящён придел в честь иконы Божьей Матери «Троеручица» (в настоящее время икона находится в Николо-Богоявленском соборе), в ограде сооружена часовня. Внутреннее убранство храма полностью уничтожено после его закрытия в 1938 г. (в 1951–1954 гг. проведены реставрационные работы под руководством архитектора Виталия Семёновича Масленникова, с 1991 в храме возобновились богослужения, завершающий этап реставрационных работ начался в 2003 г.). Исследователи полагают, что М.Г. Земцов участвовал в проектировании и строительстве церкви Рождества Богородицы на Невском проспекте (1733–1737 гг.; архитектор И.Я. Бланк, разобрана в 1810–1811 гг.). Это – здание зального типа с высокой колокольней над притвором, близкое к Петропавловскому собору. Отсутствие живописного сочетания объёмов «компенсировалось» барочным усложнением декоративных элементов (форма главки колокольни, наличники, овальные окна, использование коринфского ордера, в частности, во внутренней колоннаде). В 1733–1739 гг. руководил постройкой по проекту Д. Трезини корпуса с церковью апостолов Петра и Павла при Военном клиническом госпитале Медико-хирургической академии на Выборгской стороне (Большой Сампсониевский проспект, 1, не сохранилась). Исследователи предполагают участие М.Г. Земцова в проектировании и постройке церкви в честь иконы Божьей Матери «Знамение» в Царском Селе (1734–1746 гг.; архитектор И.Я. Бланк). Здание представляет собой небольшую трёхнефную однокупольную базилику, нефы с восточной стороны завершены выступами алтарных апсид. Повышенный средний неф освещается окнами верхнего света. Меньшие по длине боковые нефы одноярусные. В западную сторону центральный неф продолжен притвором, его торцевая стена в три оси завершена треугольным фронтоном. Над притвором возвышается колокольня со шпилем. Плоскостное оформление фасадов пилястрами соответствует классицистической традиции. Интерьеры утрачены в период закрытия храма (1944–1991 гг.). В 1732 г. М.Г. Земцов составил проект каменного собора на месте Троицкой церкви на Троицкой площади. Он не был реализован, как и новый проект купольного храма на том же месте (1741 г.), один из наиболее интересных в творческом наследии зодчего.