Храм св. Николая, построенный на средства бояр Троекуровых в их собственном подмосковном имении, является одним из самых ранних памятников петровского барокко. В его основе лежит, несомненно, проект европейского происхождения. Необычное решение конструкции здания наглядно демонстрирует, с какими трудностями пришлось столкнуться русским строителям при освоении новых архитектурных форм. Барабан купола не опирается на своды, а опускается до самого основания церкви, рассекая ее внутреннее пространство. Центральная часть храма заключена в образовавшуюся ротонду и окружена вторым кольцом стен. Такая оригинальная структура не нашла отражения на фасадах здания. Ризалиты с полукруглыми фронтонами, выступающие из стен храма по четырем сторонам света, придают храму вид крестообразного объема. Оконные наличники, карнизы, порталы выдержаны в формах североевропейского барокко. Некогда церковь венчалась главой в виде короны. Колокольня выстроена в середине XVIII века.
Троекуровский храм имел двойника — Троицкую церковь в ныне не существующем селе Любутском на территории современной Калужской области. Троицкая церковь была построена, вероятно, на рубеже XVII—XVIII веков. Отличаясь более грубым исполнением декоративных элементов, она довольно точно воспроизводила формы троекуровского храма. По всей видимости, обе церкви восходят к одному проекту. Церковь в Любутском была разрушена во время Великой Отечественной войны.