Nhà thờ được linh mục Pháp Giuse Decrouille cho xây dựng từ năm 1913 và kéo dài đến 1918 hoàn tất. Dù đã trải qua hơn 100 năm lịch sử, mưa nắng, chiến tranh... nhà thờ gỗ vẫn vững chắc không hề bị hư hỏng.
Sở dĩ Nhà thờ Chánh tòa Kon Tum được gọi là nhà thờ gỗ là vì nguyên liệu chủ yếu để dựng lên nhà thờ này là từ gỗ cà chít, là một loại sến đỏ có rất nhiều ở vùng đất Tây Nguyên ngày xưa. Phụ trách xây dựng nên kiệt tác này là những nghệ nhân lành nghề từ Bình Định và Quảng Ngãi. Trần, tường, vách được xây bằng đất trộn rơm theo kiểu nhà truyền thống của người miền trung Việt Nam, không dùng bê-tông cốt thép hay vôi vữa, các tấm gỗ được kết dính với nhau bằng mộng mà không hề sử dụng đinh.
Về tổng quan kiến trúc, nhà thờ gỗ được thiết kế theo kiến trúc Roman, phối hợp với kiến trúc nhà sàn của người Ba Na. Đây được coi là đỉnh cao của sự kết hợp giữa văn hóa Tây phương và bản sắc dân tộc của vùng Tây Nguyên nước ta.
Có diện tích lên đến 700m2, nhà thờ gỗ là một "đại công trình" khép kín gồm: giáo đường, nhà khách, nhà trưng bày các sản phẩm dân tộc và tôn giáo, nhà rông. Ngoài ra còn có cô nhi viện, cơ sở may, dệt thổ cẩm... của đồng bào dân tộc.
Đỉnh tháp chuông nhà thờ gỗ mà ngay từ xa có thể nhìn thấy phần tháp chuông màu nâu ấm này nổi bật trên nền trời xanh.
Mặt tiền nhà thờ cao 24m chia làm bốn tầng, càng lên cao càng nhỏ dần, gồm bốn cột chính và các cột phụ kết nối với nhau thành những vòng cung nâng toàn khối nhà thờ. Trên đỉnh tháp là cây thánh giá bằng gỗ quý uy nghiêm.
Bên hông là hành lang lối vào nhà thờ, phần mái mang thiết kế của những mái nhà rông của người Ba Na.
Phía bên trong nhà thờ là các hàng cột nhỏ được liên kết với nhau theo dạng mái vòm, mở ra không gian rộng và thoáng đãng với cảm giác choáng ngợp.
Cận cảnh ban thờ của nhà thờ gỗ. Nhà thờ Chánh tòa Kon Tum ngày nay thuộc Giáo phận Kon Tum, là một trong 27 giáo phận Công giáo Rôma tại Việt Nam, là giáo phận lâu đời nhất vùng Tây Nguyên.
Trên các bức tường trong thánh đường là những bức tranh kính màu rực rỡ về Chúa, Đức Mẹ, các điển tích trong kinh thánh. Các khung cửa này vừa có tác dụng lấy ánh sáng, vừa tạo thêm vẻ tráng lệ.
Bên ngoài sân khuôn viên nhà thờ gỗ có dựng tượng Đức Cha Martial Jannin Phước - vị Giám mục đầu tiên tại Kon Tum, người có công lớn trong việc truyền đạo ở Tây Nguyên.
Nhà thờ mở cửa quanh năm cho mọi người, bất kể tôn giáo, vào tất cả các ngày trong tuần trừ buổi tối. Nếu đến thăm nhà thờ gỗ vào ngày chủ nhật, du khách sẽ phải đợi sau 9 giờ mới được vào để tránh ảnh hưởng đến buổi lễ của đồng bào Công giáo nơi đây.
Không chỉ là nơi giáo dân cầu nguyện, nhà thờ gỗ còn là điểm đến, điểm nghỉ chân của rất đông người dân Kon Tum. Đặc biệt, ở đây còn có một phiên chợ nhỏ bày bán các sản phẩm thủ công từ các buôn làng trong vùng.
Nhà thờ gỗ uy nghiêm là công trình mang tính biểu tượng của tỉnh Kon Tum, là niềm tự hào không chỉ với người dân Công giáo nơi đây, còn là điểm tham quan hút khách nhất, không thể bỏ qua nếu như bạn có dịp đến thăm.