Строительство храма было инициировано в начале XX века. Закладка храма состоялась в 1906 году при содействии купца И. Чистякова, который посвятил его памяти своего сына, погибшего на Русско-японской войне. Храм был задуман как часовня в честь Преображения Господня и должен был стать частью монастырского комплекса. Однако события 1917 года и последующие политические изменения в стране не позволили завершить строительство и провести освящение храма.
В советский период здание храма использовалось в качестве смотровой башни санатория, расположенного на территории бывшего монастыря. Это обусловлено его выгодным географическим положением на вершине горы Преображенская. В течение нескольких десятилетий храм не использовался по своему первоначальному назначению.
В 1995 году, в год столетия основания монастыря, было принято решение о возобновлении монашеской жизни в Свято-Троицком Николаевском мужском монастыре. К тому времени монастырю был возвращён полуразрушенный храм-часовня Преображения Господня и небольшой участок земли на вершине горы рядом с часовней. С этого момента начались восстановительные работы, направленные на возвращение храму его первоначального облика и функций.
Архитектурно храм представляет собой каменное здание, выполненное в традиционном русском стиле. Он имеет купольную конструкцию с колокольней, что соответствует каноническим требованиям Русской Православной Церкви. Внутреннее убранство храма включает иконостас и другие элементы, необходимые для проведения богослужений.