Собор Спаса Преображення є складовою частиною псковського Спасо-Преображенського Мирожского чоловічого монастиря. Він був зведений з плінфи (широкого, плоского обпаленої цегли) і каменю до 1156. Храму – хрестово-купольний, має рідкісний тип архітектури для давньоруського мистецтва. Головний об'єм будівлі виконаний в формі рівнокінцевого хреста (його східна лінія – напівкругла, бо закінчується вівтарною апсидою), до якого по кутах приєднані низькі компартименти: 2 прямокутної форми – з західної сторони і 2 невеликі апсиди – з східної. З цього випливає висновок: спочатку церква мала зовні яскраво виражену форму хреста. У внутрішньому оздобленні основне хрестоподібне простір було з'єднане з кутовими тільки маленькими проходами. Хоча вже при первинному будівництві над західними кутами були додані надбудови. Через час, храм перебудували, і його форма втратила вихідний задум.

Собор розписаний фресками зверху донизу в 1130-х і 1140-х роках невідомими грецькими майстрами. Швидше за все, програма стінопису була запропонована архієпископом Ніфонтом з Новгорода (творець монастиря). Фрески Спасо-Преображенського собору – унікальні. Їх неповторність полягає у продуманій іконографічної системи, у високому художньому якості, і, крім того, майже весь комплекс розписів зберігся. По стильовому характером вони не мають хронологічних аналогів у нашій країні і нагадують візантійські мозаїки в деяких сицилійських храмах XII століття.

Тема поєднання в Бога-Сина божественної і людської природи є центральною в композиції храму. Розкриттю цієї теми підпорядковані всі провідні моменти церковного декорації. Піковими в композиції представлені Деісус в консі вівтаря і величезна купольне Вознесіння. Зміст склепінь і люнетів собору визначає тема спокутної жертви. Серед цієї маси фресок особливо привертає увагу на північній стіні «Оплакування Христа». Третій регістр зверху відображає чудеса Христа. Два регістри розписів центрального об'єму знизу присвячені святим пророкам, воїнам, пресвітерам, ченцям і так далі. Написи грецькою мовою – рідкісні, тому більша частина образів не ідентифікована. Але були визначені воїни Вакх і Сергій, цілителі Кір, Пантелеймон і Іоанн, рідко зображувані мученики Евдокий і Ромул, перські святі Аифал, Акепсим і Йосип, преподобні Єфросин і Никон та інші.

В XVII сторіччі фрески собору були забілені (швидше за все, через пожежі в XV або XVI століттях), і це щасливим чином їх врятувало. В кінці XIX століття, в 1893 році, завдяки старанням і працею археолога та історика мистецтв Ст. Ст. Суслова та його учнів вони були відкриті з-під штукатурки. Окремі ділянки фресок були втрачені, деякі барвисті шари потерті, що жодним чином не влаштовувало монастирське духовенство. З цієї причини, указом Синоду, Суслова відсторонили від реставраційних робіт, а для «відновлення» фресок були найняті володимирські іконописці під керівництвом Н.М. Сафонова. У 1900-1901 роках майстра промили давні розписи, а потім переписали їх «в давньому стилі», зберігаючи тільки старовинну сюжетну іконографію.

У 1927-1929 роках було розпочато нове розкриття фресок, яке триває до теперішнього часу: приблизно половина площі унікальних фресок знаходиться під ремісничим поновлением 1901 року.

Зараз собор Спаса Преображення є музеєм, служби в ньому не ведуться, лише у престольне свято – Преображення Господнє, за погодженням з відділом культури, богослужіння проводиться монастирською братією.