Kościół św. Michała jest barokową budowlą centralną opartą na planie zwartego krzyża łacińskiego z monumentalną wieżą zachodnią. Podstawowym budulcem korpusu świątyni jest czerwona cegła. Podstawy kolumn, ścian i obramowania portali i okien oraz gzymsy są wykonane z jasnego piaskowca. Kościół zachowuje zasadniczo swój wygląd z 1906; zastąpiono jedynie zniszczone cegły cegłą maszynową oraz wymieniono pierwotne, drewniane gzymsy na betonowe. Jednolitość wystroju zewnętrznego podkreślają ogromne pilastry w porządku kompozytowym, flankujące okna świątyni. Budowla przekryta jest mansardowym dachem z lukarnami, pokrytym miedzianą blachą. Ściany nawy głównej przeprute są ogromnymi, podwójnymi oknami, natomiast okna transeptu są mniejsze i pojedyncze. Wszystkie okna są bogato dekorowane.
Wieża thumb|left|upright|Wieża kościoła św. Michała thumb|upright|Rzeźba św. Michała Archanioła Wysoka na 132,14 m, charakterystyczna wieża kościoła św. Michała jest trzecią pod względem wysokości wieżą kościelną w Hamburgu (po wieży kościoła św. Mikołaja i św. Piotra) i jedną z najwyższych na świecie. Konstrukcja wieży była pierwotnie drewniana (ze względów finansowych), ale po pożarze w 1906 roku zmieniono ją na ogniotrwałą – stalowo-betonową.