Однонефная церковь Гарни имеет характерную для этих памятников композицию - поставленный на трехступенчатый стилобат, вытянутый с запада на восток зал (соотношение ширины и длины составляет 1 : 2,8), с галереей перед южным фасадом. Галерея на востоке завершается небольшой апсидой. Однако Гарнийский памятник имеет одну важную особенность, выделяющую его среди церквей Армении раннего средневековья, - стены снаружи по периметру расчленены легкими пилястрами с профилированными базами и антаблементом.
Оформление стен декоративной ордерной системой делает Гарнийский памятник уникальным среди других армянских церквей и связующим звеном между архитектурными формами дохристианской Армении с раннехристианскими формами. И не случайно эта зальная церковь находится поблизости от единственного сохранившегося в Армении античного храма. Гарни в IV в. стал одним из центров новой религии (местопребывание епископа), и при строительстве этой церкви в первые годы IV в. вполне естественно были использованы декоративные мотивы эллинистической архитектуры.