El templo se encuentra en el centro del pueblo de Cuauhtémoc, cabecera del municipio del mismo nombre. Debido a su alta ubicación, sirve perfectamente de referencia urbana. Su orientación es hacia el norte. Lo rodean las calles de Libertad, Morelos, Hidalgo y Aldama.
El 30 de julio de 1879, la congregación de Cuauhtémoc obtiene el título de pueblo; por esta razón, sus habitantes deciden tener un lugar propio para el culto y se inicia la construcción de la capilla. El 25 de octubre de 1880 se bendice, dedicada a los Santos Ángeles. Tiempo después, el inmueble obtiene la categoría de vicaría.
En 1887, la comunidad pide permiso para la construcción de un nuevo templo, más amplio, adjunto a la capilla. La construcción comienza en 1895; en primer lugar, se construyen los muros laterales hasta una altura de tres metros y, posteriormente, se hacen la bóveda y el primer cuerpo de la torre derecha. Es bendecido solemnemente en 1913.
La planta es de cruz latina, con nave, presbiterio, transepto, sotocoro y coro; así también, bautisterio y dos capillas.
La nave tiene muros lisos con pilastras, rematados en un friso que recorre toda la planta. La cubierta es de bóvedas nervadas con arcos fajones. La iluminación interior se logra a través de ventanales en los lunetos de la cubierta. En el crucero se desplanta una bóveda ochavada sobre un cimborrio y termina en linternilla. En los extremos del transepto están las imágenes de la Virgen María (izquierda) y un Ecce Homo (derecha).
En el muro testero del presbiterio está el altar de San Rafael Arcángel; la imagen del santo está en un nicho flanqueado por columnas pareadas alusivas al corintio. En el luneto del presbiterio, sobre el altar de San Rafael Arcángel, hay un lienzo pintado de reciente creación y manufactura popular, con la representación de la Santísima Trinidad.
En el sotocoro está el acceso al bautisterio y a la capilla de la Inmaculada Concepción. Estos espacios se ubican en el interior de los cubos de las torres. El coro está sostenido por un arco de tres centros con pilastras.
La antigua capilla es de una sola nave, tiene muros de adobe y cubierta de teja; se accede desde el presbiterio o desde el transepto. Actualmente, a esta capilla se le amplió la nave. Al frente se localiza el altar de San Martín de Porres.
Junto a la antigua capilla se construyeron tres espacios anexos: la sacristía, la bodega de objetos litúrgicos y el servicio sanitario.
La fachada principal es de disposición horizontal; tiene al centro el acceso principal, la ventana coral y el remate. El acceso principal termina en un arco de medio punto; está enmarcado por pilastras pareadas que sostienen un entablamento. La ventana coral es rectangular, flanqueada por pilastras; tiene al frente, sobre el entablamento, una balaustrada. El remate es un cuerpo exento del paramento que contiene un reloj; termina en un pequeño frontón neoclásico.
El inmueble tiene dos torres campanarios: la derecha es de dos cuerpos y cupulín; la izquierda es de un solo cuerpo, también rematado en cupulín. Esta última es de manufactura reciente.
Por la parte exterior se pueden observar los remiendos que le han hecho a la cúpula por causa de los temblores.
