Структура храма
Купола собора
Куполов всего 11. Десять куполов над храмом (по числу престолов):
Покрова Богородицы (центр.),
Св. Троицы (вост.),
Входа Господня в Иерусалим (зап.),
Григория Армянского (сев.-зап.),
Александра Свирского (юго-вост.),
Варлаама Хутынского (юго-зап.),
Иоанна Милостивого (бывш. Иоанна, Павла и Александра Константинопольских) (сев.-вост.),
Николая Чудотворца Великорецкого (юж.),
Адриана и Наталии (бывш. Киприана и Иустины) (сев.))
Василия Блаженного
плюс один купол над колокольней.
Собор состоит из храмов, престолы которых освящены в честь праздников, приходившихся в дни решающих боёв за Казань: Троицы, в честь свт. Николая Чудотворца (в честь иконы его Великорецкой из Вятки), Входа во Иерусалим, в честь муч. Адриана и Наталии (первоначально — в честь свв. Киприана и Иустины — 2 октября), свт. Иоанна Милостивого (до XVIII — в честь свт. Павла, Александра и Иоанна Константинопольских — 6 ноября), Александра Свирского (17 апреля и 30 августа), Варлаама Хутынского (6 ноября и 1-я пятница Петрова поста), Григория Армянского (30 сентября).
Все эти восемь церквей (четыре осевые, четыре поменьше между ними) увенчаны луковичными главами и сгруппированы вокруг возвышающейся над ними девятой столпообразной церкви в честь Покрова Божией Матери, завершённой шатром с маленькой главкой. Все девять церквей объединены общим основанием, обходной (первоначально открытой) галереей и внутренними сводчатыми переходами. В 1588 году с северо-востока к собору был пристроен десятый придел, освящённый в честь Василия Блаженного (1469—1552), мощи которого находились на месте постройки собора. Название этого придела дало собору второе, обиходное название. К приделу Василия Блаженного примыкает придел Рождества Пресвятой Богородицы, в котором в 1589 году был погребён блаженный Иоанн Московский (вначале придел был освящён в честь Ризположения, но в 1680 году переосвящён как Рождество-Богородицкий). В 1672 году в нём состоялась обретение мощей Иоанна Блаженного, а в 1916 году он был переосвящён во имя блаженного Иоанна, московского чудотворца В 1670-х годах построена шатровая колокольня. Собор неоднократно реставрировался. В XVII веке были добавлены асимметричные пристройки, шатры над крыльцами, затейливая декоративная обработка глав (первоначально они были золотыми), орнаментальная роспись снаружи и внутри (первоначально сам собор был белый). В главной, Покровской, церкви стоит иконостас из разобранной в 1770 году кремлёвской церкви Черниговских чудотворцев, а в приделе Входа во Иерусалим находится иконостас из разобранного в то же время Александровского собора. Последний (перед революцией) настоятель собора, протоиерей Иоанн Восторгов, был расстрелян 23 августа (5 сентября) 1919 года. Впоследствии храм был передан в распоряжение обновленческой общины.
Первый этаж
Подклет
«Богоматерь Знамение» в подклете
В Покровском соборе отсутствуют подвальные помещения. Церкви и галереи стоят на едином основании — подклете, состоящем из нескольких помещений. Прочные кирпичные стены подклета (до 3 м в толщину) перекрыты сводами. Высота помещений — около 6,5 м. Конструкция северного подклета уникальна для XVI в. Его коробовый свод большой протяженности не имеет поддерживающих столбов. Стены прорезаны узкими отверстиями — продухами. Вместе с «дышащим» строительным материалом — кирпичом — они обеспечивают особый микроклимат помещения в любое время года. Раньше помещения подклета были недоступны для прихожан. Глубокие ниши-тайники в нем использовали как хранилища. Их закрывали дверями, от которых теперь сохранились петли. До 1595 года в подклете прятали царскую казну. Зажиточные горожане также приносили сюда свое имущество. В подклет попадали из верхней центральной церкви Покрова Богоматери по внутристенной белокаменной лестнице. О ней знали только посвященные. Позднее этот узкий ход был заложен. Однако, в процессе реставрации 1930-х гг. была обнаружена потайная лестница. В подклете находятся иконы Покровского собора. Самая древняя из них — икона св. Василия Блаженного конца XVI в., написанная специально для Покровского собора. Также экспонируются две иконы XVII в. — «Покров Пресвятой Богородицы» и «Богоматерь Знамение». Икона «Богоматерь Знамение» является репликой фасадной иконы, расположенной на восточной стене собора. Написана в 1780-е гг. В XVIII—XIX вв. икона находилась над входом в придел Василия Блаженного.