Надвратная церковь Золотых ворот воссоздана в виде четырехстолпного одноглавого храма, апсиды которого устроены в толще стены и не выступают на фасаде. В архитектурном декоре фасадов Золотых ворот в Киеве использованы орнаменты из кирпича, характерные для древнерусских построек того периода. Полы храма украшены мозаикой, рисунок которой выполнен по мотивам древних полов Софии Киевской. Во время археологических исследований Золотых ворот были обнаружены кубики мозаичной смальты, куски фресковой штукатурки, фрагменты керамических сосудов, куски раствора с процарапанными на нем рисунками и надписями. Эти находки свидетельствуют о том, что древняя надвратная церковь Благовещения была украшена мозаикой и фресковой росписью. Для облегчения сводов Золотых ворот использовались кувшины-голосники, улучшавшие акустику. На стенах Золотых ворот в Киеве, как и в Софийском соборе, имелись надписи-граффити.