Quatre-vingt mètres de longueur, vingt mètres de largeur et vingt-deux mètres pour les piles, l'édifice est vaste, mais le plus remarquable est au ciel.
La voûte des Jacobins est constellée de « palmiers », construction unique pour la plus belle église dominicaine d'Europe.
Un cloître et l'ancien monastère complètent l'ensemble.
Les reliques de Saint-Thomas d'Aquin reposent dans l'église. Les lettres ST pour Saint Thomas que l'on retrouve dans la cathédrale Saint-Sernin ont fortement inspiré le logo du Stade toulousain, quelques siècles plus tard.
La Révolution française chassera les religieux des Jacobins et dans les années 1800 ils deviennent une écurie.
On y aura même amené des tonnes de terre pour surélever le sol.
En 1865 les Dominicains récupèrent leur bien et offrent à l'Etat les terrains qui jouxtent l'église et c'est là que sera édifié le grand lycée Pierre de Fermat.
