El Templo de San Pablo está construido por una planta rectangular de una sola nave, en su arquitectura se observa tres contrafuertes en cada pared lateral y una torre de base cuadrada hecha en piedra con remate en forma de cono, presenta una fachada con líneas sobrias, teniendo un portón de arco de medio punto, como ingreso.
En el interior se observa el altar mayor, el sagrario, el frontal y el tabernáculo con una puerta circular, repujado en plata, altar flanqueada por columnas lisas con base de capiteles corintios, que corresponde a la última etapa de ornamentación del templo, siglo XVIII al XIX.
El presbiterio posee un mural con iconografía compleja, dividida en tres bandas que convergen en el altar mayor, la banda central contiene cuatro imágenes representando escenas de la vida de San Agustín, la banda superior contiene imágenes de Santo Tomás de Aquino e imágenes representando escenas de la vida de San Agustín. También presenta pinturas de la Anunciación, la Visitación, la Natividad de Cristo, la Presentación en el Templo, la Adoración de los Reyes Magos y Jesús entre los doctores. Resalta el techo del presbiterio, con extraordinarias pinturas, de artesonado inspirados en el estilo mudéjar, con murales pintados que exhiben una paloma en el centro desde cuyo cuerpo emanan rayos dorados rodeados de retratos de los doce apóstoles fijados dentro de marcos pintados muy adornados. En las bandas superiores del presbiterio, ostenta guirnaldas, que parecen tela suntuosa con acentos de arreglos florales y cabezas de Putti incorpóreos.
Asimismo, el Templo tiene cinco pequeños retablos de las vírgenes: Concebida, Santa Bárbara, Santa Rosa, Coronación de la Virgen, resaltando un hermoso crucifijo de marfil, y lienzos de la Escuela Cusqueña. Tiene un coro alto, con paredes decoradas con pintura mural, sobresaliendo el lienzo de San Ignacio del año 1667, y el órgano de madera, el sotocoro también esta decorado con pintura mural de principios del siglo XVII.
El Templo de San Pablo, se fundó en las postrimerías del siglo XVI, probablemente por la orden de los agustinos, quienes llegaron al Perú en 1551 y establecieron numerosas misiones en la región del Collasuyo al sur de Perú y noroeste de Bolivia, fue sometida a una serie de renovaciones a través de todo el periodo colonial, un hecho corroborado por las pinturas mismas, ya que estas evidencian un eclecticismo estilístico logrado por las continuas pinturas, re pinturas, retoques y añadiduras que caracterizan a mayor parte de las iglesias coloniales en la región andina. Los murales mismos revelan un elemento crucial de sus inicios. Pintado en el pilar de la epístola hay una inscripción y un escudo de armas de Fernando de Mendoza Gonzales, obispo del Cusco entre 1609 y 1618, honrando al obispo bajo cuyos auspicios la iglesia se había construido.
Una notable referencia a San Pablo de Cacha se debe a Manuel de Mollinedo y Angulo, que fue obispo del Cusco entre 1673 y 1699. En una carta escrita en 1688, Mollinedo escribe: «En Cacha se hizo un sagrario se ha pintado todo el cuerpo y techo de la iglesia, y una y otra están muy Buenos, en que hizo el cura un cáliz dorado con sus vinajeras y salvilla de plata”. Por lo tanto, podemos fechar la primera fase de la decoración mural en el primer tercio del siglo XVII, con modificaciones que se llevaron a cabo a finales del siglo bajo el gobierno Mollinedo.
El propósito principal de la pintura mural era instruir a la feligresía indígena sobre los pilares de la fe, así como fortalecer ciertos códigos de conducta con el fin de formar buenos cristianos.