De Nieuwe Kerk werd ontworpen door timmerman Pieter Noorwits met assistentie van Bartholomeus van Bassen en geldt als een hoogtepunt van de vroege protestantse kerkelijke architectuur in Nederland. Zoals veel kerken uit die tijd is de Nieuwe Kerk een centraalbouw. In tegenstelling tot andere centraalbouwen heeft de kerk echter geen eenvoudige cirkelvormige of veelzijdige plattegrond, maar bestaat de ruimte uit twee achtzijdige delen die met elkaar verbonden zijn door een iets smaller deel waarin de preekstoel werd opgesteld. De architectuur van de kerk vertoont elementen van zowel renaissance als classicisme. Het immense dak rust louter op de buitenmuren, waarbij zuilen ontbreken. Beide bouwmeesters stierven voordat de kerk in gebruik genomen werd en daardoor ontstond de legende dat Van Bassen zelfmoord gepleegd zou hebben omdat hij niet gerust was op de betrouwbaarheid van de dakconstructie. Deze heeft echter sinds 1656 nooit problemen gegeven. De kleine kerktoren bevat een klokkenstoel met twee luidklokken van de Haagse klokkengieter Coenraad Wegewaert uit 1656, met een diameter van resp. 100,2 en 81,5 cm. Wegewaert vervaardigde ook het smeedijzeren torenuurwerk met dubbel slaguurwerk, dat later een automatisch opwindmechaniek kreeg. Een deel van het kerkmeubilair, zoals de preekstoel en het doophek, is nog origineel. Door de bestemming tot evenementenlocatie en concertzaal is een deel van de originele kerkbanken niet meer aanwezig. In de kerk bevonden zich in de 18de eeuw graven en rouwborden. De rouwborden moesten op last van de Franse overheersers in 1795 verwijderd worden. Een twaalftal grafstenen zijn in de muren gemetseld van de kelder. In de kerktuin bevindt zich het grafmonument van Baruch Spinoza.