Περίπου έξι στρέμματα είναι η κορυφή του βράχου πάνω στον οποίο βρίσκεται το μοναστήρι. Για τον ιδρυτή του δεν υπάρχουν συγκεκριμένα στοιχεία. Σύμφωνα με ιστορικές πηγές πρέπει να έχει κτισθεί μέσα στο χρονικό όριο 1458-1476. Δεν γνωρίζουμε ακόμα αν η πληροφορία που αναφέρει τον μοναχό Δομέτιο ως πρώτο ιδρυτή του μοναστηριού το 1438 είναι σωστή. Για τον μοναχό αυτόν δεν ξέρουμε απολύτως τίποτε. Δεν αποκλείεται, όπως συνέβη και στους άλλους μετεωρίτικους βράχους, οι πρώτοι ερημίτες να έκτισαν εδώ τα ασκηταριά τους στις αρχές του 14ου αιώνα.
Στα παλαιότερα χρόνια οι μοναχοί και οι προσκυνητές ανέβαιναν στον βράχο της Αγίας Τριάδος με ανεμόσκαλα και με το παραδοσιακό δίχτυ. Το 1925 όμως, όταν ήταν ηγούμενος στο μοναστήρι ο Νίκανδρος Σταθόπουλος, λαξεύτηκαν 140 σκαλοπάτια που μέσα από ένα στενό μονοπάτι στη βάση του βράχου οδηγούν στο μοναστήρι. Σήμερα υπάρχει και τελεφερίκ για τη μεταφορά κυρίως προϊόντων και υλικών.
Στα παλιά χρόνια επειδή η Ι. Μονή του Μεγάλου Μετεώρου ήταν το κέντρο της μοναχικής πολιτείας, είχε τον μεγαλύτερο αριθμό μοναχών. Η Αγία Τριάδα εκείνα τα χρόνια φιλοξενούσε 7-8 μοναχούς ( 15 στα κελιά και μετόχια της ), ενώ σήμερα ζουν σ’ αυτή μόνον 4 μοναχοί. Ηγούμενος είναι ο αρχιμανδρίτης Χρυσόστομος Τέτσιος.
Στο βορειοδυτικό τμήμα του βράχου βρίσκεται το καθολικό της μονής, που τιμάται στο όνομα της Αγίας Τριάδας. Αντιπροσωπεύει την αρχαιότερη οικοδομική φάση του μοναστηριού και είναι το πιο ενδιαφέρον από τα κτίσματά του. Πρέπει να ανηγέρθη το έτος 1475/76. Είναι μικρός ναός βυζαντινού τύπου, σταυροειδής δικιόνιος με χαμηλό τρούλο και αποτελείται από το ιερό, τον κυρίως ναό και τον νάρθηκα. Τα παράθυρα είναι λίγα, γι’ αυτό και ο ναός είναι σχετικά σκοτεινός. Στον κυρίως ναό, που είναι μικρός σε έκταση, υπάρχει επίχρυσο τέμπλο με εικόνα του Χριστού δεξιά από την ωραία Πύλη (1662) και της Παναγίας (1718). Ο νάρθηκας αποτελεί μεταγενέστερη προσθήκη στον κυρίως ναό. Πρέπει να κτίστηκε το 1689. Το 1682, δίπλα στο ιερό προστέθηκε ένα μικρό σκευοφυλάκιο.
Αμέσως μετά το κτίσιμο του ναού, δηλαδή το 1475/76, έγινε η πρώτη αγιογράφησή του από τον Θηβαίο Ζωγράφο Ιωάννη. Με το πέρασμα του χρόνου όμως οι τοιχογραφίες μαύρισαν. Η σημερινή αγιογράφηση του ναού, σύμφωνα με επιγραφή που υπάρχει σ’ αυτόν, έγινε το 1741 από τον ιερέα Αντώνιο και τον αδελφό του Νικόλαο επί ηγουμένου της μονής Παρθενίου. Από τις τοιχογραφίες ξεχωρίζουν ο Παντοκράτορας και οι 4 Ευαγγελιστές. Ο ευρύχωρος νάρθηκας αγιογραφήθηκε το 1692 επί ηγουμένου της μονής Ιωνά.
Το κτιριακό συγκρότημα της μονής συμπληρώνουν η τράπεζα, οι αίθουσες υποδοχής και οι δεξαμενές. Όλα είναι ανακαινισμένα και περιποιημένα. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το παρεκκλήσι του Τιμίου Ιωάννη του Προδρόμου. Είναι ένας μικρός κυκλικός ναός με θόλο, λαξευμένος στον βράχο. Κτίστηκε και αγιογραφήθηκε το 1682. Είναι πιθανόν παλαιότερα ο χώρος αυτός, πριν από τη διαμόρφωσή του σε ναό, να ήταν το ησυχαστήριο κάποιου ερημίτη.
Οι μοναχοί του μοναστηριού αντέγραφαν χειρόγραφα από άλλα βιβλία. Τα χειρόγραφα δεν είχαν μόνο θρησκευτικό περιεχόμενο, αλλά είχαν και μαθηματικά, φυσική, κ.α. Σήμερα ανήκουν σ’ αυτό πάνω από 120 χειρόγραφα, που από το 1953 φυλάγονται στο μοναστήρι του Αγίου Στεφάνου, επειδή η Αγία Τριάδα ήταν κλειστή για 50 χρόνια. Τα χειρόγραφα δεν έχουν επιστραφεί στο μοναστήρι, γιατί οι μοναχοί είναι πολύ λίγοι και η συντήρηση των χειρογράφων παρουσιάζει πολλές δυσκολίες.
Ο λόγιος και δραστήριος επίσκοπος Σταγών Παΐσιος (1784- 1808) , από τον Κλεινοβό, είχε μια αξιόλογη βιβλιοθήκη με σπάνια βιβλία, την οποία είχε δωρίσει στο μοναστήρι της Αγίας Τριάδος. Δυστυχώς η βιβλιοθήκη αυτή δεν σώζεται σήμερα. Χάθηκε πιθανότατα κατά την περίοδο του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου.
Επίσης το σκευοφυλάκιο της μονής περιείχε πολύτιμα κειμήλια, όπως σταυρούς, ιερά Άμφια, παλαιούς κώδικες, χειρόγραφα, καντήλια, δισκοπότηρα και άλλα ιερά σκεύη. Δυστυχώς αυτό λεηλατήθηκε κατά τη διάρκεια της Κατοχής από άγνωστους ιερόσυλους που έκλεψαν ακόμα και την καμπάνα του μοναστηριού.
Τέλος, το ενδιαφέρον παλιό ξυλόγλυπτο τέμπλο του κυρίως ναού έχει κλαπεί από σπείρα ιερόσυλων το 1979 και έχει αντικατασταθεί σήμερα από νεότερο. Το μόνο που έμεινε είναι ένας σταυρός στο επάνω μέρος του τέμπλου. Εκλάπησαν και παλιές εικόνες του τέμπλου αξιόλογες για την τέχνη τους. Επίσης σώθηκε η τίμια κάρα του Αγίου Τρύφωνα.
Σώθηκαν μετά βίας 26 παλιές εικόνες και πάνω από 120 χειρόγραφα, που, όπως είπαμε προηγουμένως, βρίσκονται στο μοναστήρι του Αγίου Στεφάνου για λόγους ασφαλείας. Εδώ, πολύ αξιόλογες εικόνες είναι η Αγία Τριάδα και ο Χριστός ντυμένος με «καραγκούνικη» ενδυμασία της περιοχής. Στο προσκυνητάρι του ναού υπάρχει παλιό Ευαγγέλιο με ασημένιο κάλυμμα τυπωμένο στη Βενετία το 1539.