Свято-Троицкий собор — православный храм в городе Вязьме Смоленской области, кафедральный собор Вяземской епархии Русской православной церкви. Расположен на Соборном холме на левом берегу реки Вязьмы, на территории Вяземской крепости. Играет доминирующую роль в панораме города при подъезде с северной стороны.
По композиции и декору собор близок к московским памятникам конца XVI — начала XVII века: небольшой, бесстолпный, с тремя апсидами, увенчан пирамидой кокошников и стройной главой. Широкая трапезная и массивная трёхъярусная (46 м) колокольня на подклете построены в формах классицизма с элементами русского стиля середины XIX века. В трапезной находится фрагмент классицистического иконостаса из Екатерининской церкви.
Северный и южный приделы имеют двухчастную разбивку фасадов, что также роднит их с памятниками рубежа XVI—XVII веков, каждый фасад завершается парой полукруглых либо килевидных кокошников, примкнувших к алтарю и ядру храма. Окна с лучковой перемычкой заключены в более крупные арочные обрамления с профилировкой. На трапезной круглые окна второго света ложные, в кольцевых на личинках с рельефным замковым камнем.
Колокольня завершена главой над резонатором — квадратным, как и основные ярусы. Второй ярус и резонатор увенчаны ложными закомарами. Луковичные главы над колокольней и трапезной составлены из узких вертикальных долек. Четверик храма перекрыт сомкнутым сводом со световым кольцом в шелыге.
Между царскими вратами и изображением Тайной вечери — круглый просвет с летящим вниз объёмным голубем в условном сиянии из разреженных лучиков по радиусам. Среди икон особенно выделяются икона Иверской Богоматери (1765) и икона Одигитрии (XVII век).
Первое упоминание о стоявшем на Соборном холме деревянном храме во имя Святителя Николая относится к 1015 году и связано с «Житием Преподобного Аркадия Вяземского и Новоторжского». Весь период существования Вяземского удельного княжества с 1239 по 1403 годы он был соборным. В 1406 году в храме погребён князь Симеон Вяземский, убитый в Торжке вместе со своей супругой княгиней Юлианией смоленским князем Юрием. В 1495 году в соборном храме молилась дочь Московского князя Ивана III и невеста литовского князя Александра Ягеллона Елена. После взятия Смоленска в 1514 году князь Василий III слушал в храме благодарственный молебен. В 1565 году царь Иван Грозный оставил в храме синодик с именами людей, казнённых за время его правления.