Kostel Nejsvětější Trojice je situován na okraji historického jádra olomouckého předměstí, v zákrutu Olomoucké ulice. Okolí kostela má jednoduchou parkovou úpravu. Jedná se o volně stojící objekt orientovaný v ose severovýchod – jihozápad mající obdélnou loď a kvadratický presbytář, k jehož severozápadní stěně přiléhá nízký přístavek sakristie. Hlavní vstup je ve středu severozápadní strany lodi, kde je představěna drobná předsíň na čtvercovém půdorysu. Loď i kněžiště jsou zastřešeny valbovými střechami, zastřešení sakristie je řešeno poloviční valbovou střechou a předsíň je kryta stříškou sedlovou. Nad presbytářem se zvedá mohutný sanktusník, tvořený vysokým hranolem se zkosenými rohy a jehlancovou střechou. Plášť vížky je oplechovaný, zcela nahoře se do každé strany otevírá okénko s dřevěnými žaluziemi, nad něž jsou umístěny hodiny. Fasády jsou hladké, loď osvětlují z bočních stran a také z čelní strany dvojice oken se segmentovými záklenky. Na fasádě předsíně je osazen kamenný, subtilně profilovaný portál se segmentovým nadpražím a dvoukřídlými dveřmi, členěnými výplněmi s profilovanými rámy s prvky gotizujícího přetínání. Presbytář osvětlují užší okna s půlkruhovými záklenky, sakristie má okna se záklenky ve tvaru stlačeného půloblouku. Při západních nárožích jsou tři nízké opěrné pilíře.