Строение классифицируется как крестово-купольный храм, возведённый в традициях восточно-христианской архитектурной школы.

Наиболее похожие по построению церкви существовали в азиатских областях Византийской империи, в Константинополе и на Кипре.
Храм Святого Иоанна Предтечи (Керчь), Храм Иоанна Предтечи Керчь8
Древнейшая часть храма сложена из рядов белого камня и плоского кирпича. Полосатая бело-розовая кладка характерна для византийских зодчих — так строители укрепляли здания на случай сейсмической встряски.
Предположительное время постройки храма — между VIII и IX веками, но споры об этом продолжаются, и большинство специалистов склонны считать, что храм был возведён к IX или даже XI веке.
Подтверждением древности храма служат найденные в его кладке амфоры периода VIII века, использованные в качестве голосников, а также надпись на одной из колонн, которая поддерживает свод храма. Надпись гласит: «Здесь покоится раб Божий, сын Георгия. Преставился месяца мумия 3 (дня) часа 10 (в лете) от Адама 6260» (что соответствует 752 году от Рождества Христова).
Существует предание, что постройка церкви начата с благословения Андрея Первозванного.
Следующее упоминание о церкви можно найти в надписи Тмутараканского камня, находящегося в Эрмитаже. «В лето 6576 индикта 6 Глеб князь мерил море по леду от Тмутороканя до Корчева 14000 сажен». Ряд исследователей предположили, что на камне высечена не столько ширина Керченского пролива, сколько расстояние между храмом Иоанна Предтечи в Керчи и церковью Богоматери на Таманском полуострове, ныне не сохранившейся.
Во время господства на Чёрном и Азовском морях генуэзцев храм пользовался большой известностью. Возможно, именно поэтому Керченский пролив называли проливом Святого Иоанна, а сам город именовали портом Святого Иоанна, хотя его официальное название в тот период — Черкио или Воспоро. Во время существования Крымского ханства храм был переоборудован в мечеть.
Храм Святого Иоанна Предтечи (Керчь), Храм Иоанна Предтечи Керчь16
К моменту присоединения Крыма к России церковь находилась в запущенном состоянии. Фундамент её сильно осел, так что для входа в храм соорудили лестницу в восемь ступеней. Трёхнефный притвор в псевдовизантийском стиле пристроили к храму в 1834 году с западной стороны. В 1845 году комплекс пополнился ещё и двухъярусной колокольней и северным притвором, построенными по проекту архитектора Александра Дигби. В эти же годы строители, занимающиеся реконструкцией, обнаружили под куполом фрески изображение двух святых. По мнению Игоря Грабаря, фрески могли быть написаны учениками Феофана Грека.