წმინდა სამების საკათედრო ტაძარი მტკვრის მარცხენა სანაპიროზე, ელიას მთაზეა აღმართული. გრანდიოზული, გუმბათით დაგვირგვინებული ტაძარი თბილისის ერთ-ერთი მთავარი დომინანტია, რომელიც ქალაქის მრავალი წერტილიდან ჩანს. 
სამების საკათედრო ტაძრის მშენებლობა საქართველოს კათოლიკოს პატრიარქის ილია II-ის სურვილთა და კურთხევით განხორციელდა.  ტაძრის პროექტისთვის 1989 წელს გამოცხადებულ საერთაშორისო კონკურსში არქიტექტორ არჩილ მინდიაშვილის პროექტმა გაიმარჯვა. მშენებლობაში დიდი წვლილი მიუძღვის საქართველოს მოსახლეობის კერძო შემოწურულობებს. 
ტაძრის საძირკველის კურთხევის ცერემონიალზე სასულიერო პირებმა  საძირკველს ჩააყოლეს წმინდა ადგილებიდან ჩამოტანილი სიწმინდეები  მაგალითად, მდინარე იორდანეს ქვა, მიწა იერუსალიმის წმ. ჯვრის ქართველთა მონასტრიდან, გოლოგოთისა და თაბორის მთიდან წამოღებული მიწა, ბაგრატიონთა სამეფო ტახტის ნაწილი სვეტიცხოვლიდან, წმინდანთა საფლავებიდან და საქართველოს სხვადასხვა მონასტრებიდან ჩამოტანილი ქვები და მიწა. ძველი ტრადიციის დაცვით საძირკველში ჩადეს ოქროს მონეტებიც. სამების ტაძრის მშენებლობა 2004 წელს დასრულდა. ტაძარი 23 ნოემბერს, გიორგობის დღესასწაულზე აკურთხეს.
სამების ტაძარი შუა საუკუნეების ქართული საეკლესიო არქიტექტურის ტრადიციების დაცვითაა აგებული. ამასთანავე არქიტექტურულ-მხატვრული გადაწყვეტით იგი უნიკალური ნაგებობაცაა. ტაძარი ორი _ მიწისზედა და მიქისქვეშა ნაწილისგან შედგება და აერთიანებს ცხრა ეკლესიას _ მთავარანგელოზთა, იოანე ნათლისმცემელის, წმ. ნინოს, წმ. ანდრია პირველწოდებულის, ხარების, წმ. გიორგის, წმ. ნიკოლოზის და წმ. მოციქულთა ეკლესიებს. ქვედა იარუსში არის საეკლესიო მუზეუმის სივრცეც. 
სამების ტაძარი შთამბეჭდავია გარედანაც და შიგნიდანაც თვაისი უზარმაზარი, საზეიმო შიდა სივრცით. ეკლესია უხვადაა მორთული ქვაზე კვეთილობით, მხატვრობით, ხატებით, მათ შორისაა კათოლიკოს-პატრიარქის ილია II-ის მიერ დაწერილი წმ. სამების ხატიც.  
ტაძრის ირგვლივ უზარმაზარი სივრცე იშლება. ეზოში დაგს სამრეკლო, წმ. ელიას ეკლესია, მამათა მონასტრისა და სხვა ნაგებობები.