El autor del proyecto fue el filósofo y arquitecto fray Luís Giorgio. Para la construcción de la Iglesia, Giorgio plantea un gran volumen sin torres y con un amplio espacio libre al frente, logrando una perspectiva única desde la calle Esquiú, que tiene como telón de fondo, hacia el oeste, las cumbres del cerro Ambato. Su fachada al igual que el campanario presenta un depurado estilo barroco, su Altar Mayor es de mármol, construido en Buenos Aires en 1.916. La puerta de entrada muestra una gran riqueza resaltando figuras antropomorfas con rasgos indígenas. Además se destaca la Virgen de Nuestra Pura y Limpia Concepción, figura traída por los franciscanos en el siglo XVI. En la plazoleta exterior se puede observar la estatua de Fray Mamerto Esquíú, fraile filósofo y político de origen catamarqueño, célebre Orador de la Constitución Nacional, del año 1.853. Fue declarado Monumento Histórico Nacional en el año 1.941.