Nel luglio del 1819, Canova era a Possagno per porre la prima pietra del Tempio che volle progettare e donare alla sua comunità come chiesa parrocchiale: il maestoso edificio sarà completato solo dieci anni dopo la sua morte, avvenuta il 13 ottobre 1822, a Venezia, in casa dell’amico Francesconi. Il suo corpo, per volere del fratellastro, fu traslato prima nella vecchia parrocchiale e, dal 1832, nel Tempio.

Il Tempio si erge alto sull'abitato di Possagno con la sua candida mole che si staglia netta su di uno sfondo ancora verde: il turista che arriva a Possagno, da qualunque direzione provenga, lo vede solenne, sopra di un colle, ai piedi dei monti. L'edificio, che l'artista ha voluto come chiesa parrocchiale del suo paese, è dedicato alla Trinità : fu progettato dal Canova stesso e disegnato da Pietro Bosio, con suggerimenti dell'architetto Antonio Selva. Canova "Aveva deciso di spendere tutto il suo per la costruzione del Tempio e chiedeva ai Possagnesi soltanto la somministrazione di calce, mavieri (sassi) e sabbione, La popolazione offrì di lavorare di sera e di festa" (M. Rossi).
Nella imponente costruzione neoclassica,si distinguono tre elementi ispiratori: il colonnato dorico (che si richiama al Partenone di Atene), il corpo centrale (simile al Pantheon romano) e l'abside in posizione elevata come nelle antiche basiliche cristiane. Le tre parti possono considerarsi simboli di tre età della storia: la civiltà greca, la civiltà latina e la solennità cristiana.

All'interno sono state collocate le metope destinate a decorare idl fregio del pronao:ne furono realizzate soltanto sette che rappresentano scene tratte dal Vecchio Testamento e dal Nuovo Testamento. Sull'altare maggiore trova luogo una grande pala d'altare dipinta dallo stesso Canova che raffigura il "Compianto sul Cristo morto:la tela venne realizzata nel 1799 e fu destinata all'antica chiesa parrocchiale di Possagno;solo in seguito venne trasferita nel Tempio per volontà del fratello del maestro,Giambattista Sartori Canova.