Ο τάφος του Χριστού θα είχε αρχικά τη μορφή των ιουδαϊκών μνημείων που ήταν λαξευμένα σε βράχο: ένα μικρό άνοιγμα, λίγα σκαλιά που οδηγούσαν στην είσοδο, όπου βρισκόταν ένας μεγάλος λίθος για τη σφράγισή της, ο προθάλαμος με έδρανα για τους συγγενείς και, τέλος; ο θάλαμος στον οποίο απέθεταν τον νεκρό. Οι αρχιτέκτονες του Μεγάλου Κωνσταντίνου έκλεισαν την είσοδο και τον προθάλαμο και έδωσαν κωνοειδές σχήμα στο βράχο πάνω από τον Πανάγιο Τάφο, τον οποίο περιέβαλαν με κιονοστήρικτο κιβώριο και μόρφωσαν κυκλικό με κίονες που στήριζαν θόλο, το λεγόμενο «ουρανό».
Αυτή γενικά η μορφή διατηρήθηκε στις επισκευές και αναστηλώσεις των επόμενων αιώνων και σταθεροποιήθηκε τελικά σε επίμηκες μαυσωλείο που διευρύνεται δυτικά σε πολυγωνικό ημικύκλιο και περιστοιχίζεται από κολόνες προσκολλημένες στους κλειστούς τοίχους. Η επίπεδη στέγη του διακοσμείται από μικρό κιβώριο με ωοειδή θόλο. Το 1810, όπως βεβαιώνει και η επιγραφή της πρόσοψης, ανοικοδομήθηκε εκ θεμελίων από τον αρχιτέκτονα Κομνηνό Κάλφα τον Μυτιληναίο, που, επηρεασμένος από το μπαρόκ πνεύμα της εποχής, του έδωσε τη μορφή που έχει σήμερα.
Πρόκειται για πλούσια διακοσμημένο κουβούκλιο το οποίο στέφεται από μολύβδινο το Άγιο Κουβούκλιο διαιρείται σε δύο χώρους: στον Άγιο Λίθο ή Παρεκκλήσι του Αγγέλου και στο νεκρικό θάλαμο, τον Πανάγιο Τάφο, όπου εναπόθεσαν το νεκρό σώμα του Δεσπότη της Κτίσης. Το Παρεκκλήσι του Αγγέλου είναι ένας τετράγωνος προθάλαμος όπου, σε ένα πέτρινο τετράγωνο κρατηροειδές βάθρο, περιέχεται τμήμα τον λίθου που σφράγισε τη θύρα του μνημείου και πάνω σε αυτόν, κατά την ευαγγελική διήγηση, καθόταν ο Άγγελος που ανήγγειλε στις Μυροφόρες την Ανάσταση του Κυρίου.
Μια μικρή, χαμηλή θύρα οδηγεί στον κυρίως νεκρικό θάλαμο του Παναγίου Τάφου, έναν ορθογώνιο χώρο λαξευμένο σε βράχο με μήκος 2,07 μέτρα και πλάτος 1,93 μέτρο. Ο Ζωοδόχος Τάφος, όπου εixε εναποτεθεί το πανάχραντο και ακήρατο σώμα του Κυρίου, βρίσκεται στο βόρειο μέρος του θαλάμου και είναι καλυμμένος με λευκό μάρμαρο. Ανάγλυφες παραστάσεις στους τοίχους απεικονίζουν την Ταφή και την Ανάσταση του Λυτρωτή, που περιγράφουν χαραγμένες επιγραφές από ευαγγελικά χωρία και αναστάσιμους ύμνους.
Στον Πανάγιο Τάφο καίνε διαρκώς 43 κανδήλες. Από αυτές 13 είναι των Ελλήνων ορθοδόξων, 13 των Λατίνων, 13 των Αρμενίων και 4 των Κοπτών. Το Άγιο Μνήμα του Χριστού χρησιμοποιείται ως Αγία Πρόθεση και ο Άγιος Λίθος ως Αγία Τράπεζα. Παρότι στο Ιερό Κουβούκλιο και στον Πανάγιο Τάφο έχουν δικαιώματα όλες οι ομολογίες, κυρίαρχη και πρωταγωνιστική παραμένει η θέση των Ελλήνων ορθοδόξων, που τελούν καθημερινά αρχιερατική Θεία Λειτουργία, ενώ ακοίμητος 'Ελληνας Αγιοταφίτης μοναχός-φύλακας φρουρεί τον Πανάγιο Τάφο διατρανώνοντας τα απαράγραπτα δικαιώματα του έθνους μας στο πιο ιερό σημείο της Γης.
