Hrib, na katerem stojita danes samostan in cerkev Svete Trojice, se je prvotno imenoval Porčki vrh-Purkstalberg. Ko so med leti1636 in 1640 tam postavili cerkev Svete Trojice, se je začel kraj imenovati Sveta Trojica v Slovenskih Goricah. Na tem kraju so že leta 1631 postavili leseno kapelo v čast Svetemu Duhu, katero so ljudje množično obiskovali.
Ker so ljudje večkrat videli na vrhu hriba goreti tri luči ali tri zvezde nenavadne oblike, so z dovoljenjem škofa na tem mestu postavili cerkev Svete Trojice. Zemljišče za cerkev je podaril cmureški grof Wolfgang Stubenberg. 15. junija 1636 je sekovški škof Janez Marko blagoslovil temeljni kamen. Prvotna cerkev je obsegala današnji zahodni zvonik, nekoliko nižjo ladjo z južno kapelo in kvadratast prezbiterij s strešnim stolpičem. V zvonik je vodil sedaj zazidani portal, nad katerim je vzidana plošča , ki priča o nastanku cerkve. Ker so se tukaj začeli goditi čudeži, se je število romarjev zelo hitro večalo.Leta 1663 so cerkev zato prevzeli avguštinci.
Leta 1693 je bila na severni strani ladje prizidana loretska kapela. Kapelo so zgradili z darovi soproge negovskega grofa, Marije Elizabete Travtmanstorf. Takratni papež Inocenc XII. je dovolil popolni odpustek vernikom, ki obiščejo loretsko kapelo v nedeljo po osmini Marijinega rojstva. S pomočjo grofa Draškoviča iz Varaždina je bila cerkev med leti 1735 in 1740 povsem prezidana, saj so jo obrnili tako, da se je njen fasadni zvonik znašel na oltarnem koncu, stara ladja pa se je spremenila v prezbiterij, ki so mu prizidali sedanjo ladjo. V letih 1779-1780 sta bila dozidana še dva zvonika.
Glavni oltar iz leta 1756 je izdelan iz štukalustra, medtem ko so kipi leseni in pozlačeni. Oltar hrani v nastavku kvalitetno sliko Svete Trojice, ob strani pa svetnike avguštinskega reda: sv. Tomaž iz Vilanove, sv. Avguštin, sv. Nikolaj Toletinski in sv. Janez Fakundski. Leta 1759 je bilo dokončanih šest stranskih oltarjev in kipi štirih cerkvenih očetov, ki so na konzolah v prezbiteriju. Avtorji teh kipov niso znani. V prezbiteriju se sedaj nahaja zvon iz leta 1666, katerega je vlil Peter Zwelfer v Gradcu. Leta 1887 je takratni ljubljanski škof Missija blagoslovil 3000 kg težek zvon. Zvon je kasneje vzela prva svetovna vojna. Leta 1938 so trojiški farani zopet nabavili zvon težak 2605 kg, katerega je vzela druga svetovna vojna . Od leta 1994 visi v zvoniku 2700 kg težek zvon iz livarne Grassmaier iz Innsbrucka.
Stropne freske v ladji in v prezbiteriju so delo Jakoba Brolla ter Osvalda in Egidija Biertija iz Humina pri Čedadu iz leta 1884. V letu 1991 je bila v cerkvi obnovljena električna instalacija in notranjost na novo pobeljena. Leta 2003 so na koru postavljene nove orgle z 54 registri, dvema igralnikoma, s pozitivom na korni ograji in v prezbiteriju.
Samostanski kompleks ob cerkvi so začeli graditi po letu 1663, ko so Sveto Trojico prevzeli avguštinci. S pomočjo grofa Travtmanstorfa iz Negove so leta 1692 dozidali obsežno samostansko poslopje. 15. aprila 1786 je pod Jožefom II. Sveta Trojica postala župnija, avguštinski samostan pa je bil razpuščen. Leta 1811 so avguštinci zapustili Sveto Trojico, cerkev in samostan pa so prevzeli v upravo svetni duhovniki. Zaradi velikega števila romarjev, tudi čez stotisoč na leto, so leta 1854 prevzeli Sveto Trojico frančiškani in jo upravljajo še danes.
Poslikava
Celotna cerkev je bila poslikana leta 1883. Strop in stranske stene so delo furlanskega slikarja Jakoba Brolla, med tem ko sta slikarsko dekoracijo izvedla Osvald in Egidij Bierti, katerih podpisi so ohranjeni pod njihovimi deli. Stropne freske v prezbiteriju so poslikane z angeli, ki predstavljajo devet angelskih korov, med njimi serafin, kerubin, nadangel in angel varuh.
Na stropu ladje so upodobljeni priprošnjiki v sili: sv. Marjeta, sv. Jurij, sv. Ahac, sv. Erazem, sv. Cirjak, sv. Blaž, sv. Dioniz, sv. Vid, sv. Pantaleon, sv. Tilen, sv. Krištof, sv. Evstahij, na slavoloku, ki loči glavno ladjo od prezbirterija, pa sta na vsaki strani freske deteta Jezusa, še sv. Barbara in sv. Katarina Aleksandrijska. Na stropnem polju nad korom so med dekoracijo upodobljeni angeli z instrumenti.
Na stenah, v prezbiteriju, sta upodobitvi Marijinega oznanjenj in Marije kraljice sveta; v kapelnih nišah pa Porcjuinkula, sv. Jožef, sv. Anton Padovanski, sv. Ana, Jezus prijatelj otrok, Marijino rojstvo in Marijina pot v tempelj. Empore krasijo medaljoni z apostoli.
Oprema
Glavni oltar je dominantna arhitektura, ki obvladuje celoten prostor. Nastal je medleti 1752 in 1755 ter je po vsej verjetnosti graško delo, saj kaže močan vpliv Maksa Schokotniga. Oltarna arhitektura so zaključi z atiko, na kateri je upodobljeno Božje oko, obdano z žarki in angeli. Oltar je v celoti lesen, vsi arhitekturni deli so izvedeni v tehniki štuka-lustra. Kipi med stebrih so sv. Avguštin, sv. Nikolaj Toletinski, sv. Tomaž iz Villanove in Janez Fakund. Na atiki pa sta sv. Bonaventura in sv. Ludvik ter dva klečeča angela. Tudi ob tabernaklju klečita dva angela, ki sta delo Jakoba Gschila iz druge polovice 19. stoletja. Center oltarja je slika Sv. Trojice, kvalitetno delo neznanega umetnika iz 18. stoletja.
Stranskih oltarjev je deset. Štirje od teh so nastali sredi 18. stoletja, šest pa v 19. stoletju.
Na levi strani: Oltar sv. Križa – slika križanega je delo J.M. Kremser-Schmidta,oltar sv. Avguština, oltar sv. Florjana, oltar sv. Frančiška Ksaverja – delo J. Strauba.
Oltar Marije Brezmadežne je neorenesančni, delo domačega mojstra Antona Perka,kip pa je delo J. Gschila.
Na desni strani: oltar Žalostne Matere Božje, oltar sv. Nikolaja Toletinskega, oltar sv. Roka, oltar sv. Patricija, oltar Dobrega pastirja je postbaročno delo domačega mojstra Antona Perka.
Ostala oprema
Cerkev krasijo številni kipi, med njimi so omembe vredni kipi štirih cerkvenih očetov v prezbiteriju,ki jih pripisujejo Holzinger – Straubovi smeri ter nosilnica za procesije s kipom Marije, delo graškega kiparja J. Gschila.
Prižnica
Prižnica je v osnovi iz 18. Stoletja, vendar je bila sredi 19. stoletja obnovljena. Na prižnici so reliefi štirih evangelistov. Kip sv. Frančiška Asiškega na strehi prižnice je delo J. Gschila.
Križev pot
Križev pot je iz 19. Stoletja delo češkega slikarja V.F. Seitla in J. Ev. Schaara iz Gradca. Barvna okna so iz leta 1912 in izvirajo iz tirolske delavnice Neuhauser dr. Jele.
Zvonovi
Danes ima cerkev pet zvonov,ki jih je dobila po 2. svetovni vojni, s skupno težo nekaj čez 7ton. Ohranjen pa je še zvon iz leta 1666, ki ga je ulil Peter Zweffer v Gracu.
Orgle
Orgle so bile prvič postavljene leta 1833. Izdelal jih je mojster Karol Schehl iz Gradca. Bile so večkrat obnovljene, od različnih mojstrov. Leta 2003 so jih povečali in obnovili v Škofijski orglarski delavnici v Hočah pri Mariboru in so sedaj tretje največje orgle v Sloveniji.
Loretska kapela
Loretska kapela je bila zgrajena leta 1693. Donatorica je bila negovska grofica Trautmansdorf. O tem nam pričajo tabli na vhodu v kapelo. Črna Marija stoji v niši, ki je obdana z bogatim rokokojevskim okvirom.