Храм відноситься до візантійського типу теракотових культових споруд, які прийшли до нас з території Росії. При будівництві використовувалася цегла. У плані церква має форму хреста. Високий восьмигранний купол увінчано хрестом. Два ряди вікон розділено пілястрами, на карнизі знаходиться фриз з ліпними елементами. Усього подібних споруд в Україні було 22, до наших часів збереглося 16. Багато храмів зводилося на гроші, які жертвували козацькі старшини. До будівництва Іллінської церкви в Новомиргороді також причетні козаки Полтавщини. Хоча в офіційних документах замовником значиться Новомиргородський купець Микола Горджий. На сьогодні храм діючий, за необхідності проводяться реставраційні роботи. У суботу, неділю та великі свята проводяться богослужіння. При храмі діє церковна лавка, також в стінах зберігаються мощі Святого Великомученика Пантелеймона.