Церковь находится в центре городского поселка Ореховск, в небольшом сквере. Храм является памятником деревянного зодчества.

Троицкая церковь была построена в 1838 году на месте храма, который, по преданию, в 1812 году посетил Михаил Кутузов. Она имеет редко встречающуюся почти квадратную форму зала с выступающей полукруглой апсидой, накрытой широким плоским куполом на очень низком барабане. Стены составлены из бревен, которые при строительстве укладывались не горизонтально, а вертикально. Они почти не имеют окон и снаружи обшиты досками. Рядом с церковью находится невысокая двухъярусная деревянная колокольня.