Vilniaus Šv. Dvasios vienolyno katedra stovi Vilniuje, Senamiestyje, netoli Aušros Vartų, tarp Subačiaus, Šv. Dvasios ir Aušros Vartų gatvių, prie Šv. Teresės bažnyčios. Lietuvos stačiatikių centras. Prie cerkvės yra vyrų ir moterų vienuolynai (vienintelis veikiantis stačiatikių vienuolynas Lietuvoje).Cerkvės ir vienuolyno ansamblį sudaro Šv. Dvasios cerkvė, varpinė, trys bazilijonų vienuolyno gyvenamieji pastatai. Statinių išdėstymas laisvas.
Cerkvė mūrinė, trinavė, lotyniško kryžiaus plano, bazilikinė, su 2 zakristijomis, 3 apsidėmis, tambūru prie pagrindinio dvibokščio vakarų fasado. Pastato išorė turi ankstyvojo baroko, o vidus – vėlyvojo baroko ir rokoko bruožų. Fasadas dvibokštis (būdingas katalikų bažnyčiomis), o 3 apsidės būdingos stačiatikių cerkvėms. Vakarinis fasadas išskirtinis tuo, kad bokštai stovi prie vidinių navos šonų, bet ne kampų.