Ve skutečnosti se nejedná o kostel, ale pouze o torzo největšího a také nejvyššího gotického chrámu. Střecha kostela převyšuje okolní činžovné domy, což je patrné například při pohledu z ochozu Národního muzea. Jižní stěna kostela tvoří nedílnou součást panorámatu Františkánské zahrady. Samotný objekt je přístupný z Jungmannova náměstí. Ve své době se danému prostoru říkalo Na Písku.

Pravděpodobně na Karlovu žádost o zřízení kláštera kermelitánů v Praze dopověděl dne 29. března 1346 papež Kliment VI. souhlasem a povolil stavbu chrámu s věží pro zvony a dům, který měl sloužit dvanácti řeholníkům. Jednalo se nejspíše o promyšlenou strategii Karla IV., která se týkala založení a vybudování Nového Města pražského jako obchodního, politického i sakrálního centra říše; a řád v českých zemích zatím zastoupen nebyl. Řád karmelitánů byl Karlovi blízký svým posláním, neboť i panovník vyznával kult Panny Marie. Zároveň se stal nově založený chrám prvním společným dílem Karla a jeho manželky Blanky, založení bylo provedeno den po korunovaci (korunovace manželského páru proběhla 2. září 1347) a založení nového kláštera s novým řádem bývá občas používáno jako symbolická součást korunovace. Karel využil dřeva, ze kterého byl postaven altán, v němž svatebčané hodovali, a věnoval je karmelitánům pro stavbu kostela i obydlí. I když se již začalo stavět, zakládací listina nese datum až 9. listopadu 1347 a byla vyhotovena v Norimberku. V listině panovník jasně vymezuje pozemky řádu, z prostorů, který pro řád vymezil jasně vyplývá jeho koncepce budování Nového Města. Jistě není náhoda, že začátek stavby pro Karla tolik významného objektu začal dříve, než byla zahjéna stavba Nového Města. Podobně jako u kláštera Na Slovanech. Zároveň je známo, že Karel IV. požádal arcibiskupa Arnošta z Pardubic, aby za účelem stavby pro žebravé karmelitány byla vyhlášena mezi věřícími sbírka. Za účelem přivýdělku byli později někteří karmelitáni papežem Urbanem V. vyzváni, aby vyučovali na teologické fakultě Karlem založené univerzitě. Zhruba po třiceti letech se ukázalo, že prostory pro karmelitány určené nedostačují (v té době žilo údajně v budovách kláštera 200 duchovních a na 60 doktorů teologie). Proto bylo na sklonku 70. let přikročeno k přestavbě areálu. Stavitelé chrámu se nechali inspirovat pařížskou Sainte Chapell a začali budovat monumentální stavbu, která by v případě dokončení neměla v Čechách srovnání. Délka gotického kostela měla být 110 metrů. Ta část stavby, kterou nazýváme kostelem je ve skutečnosti pouze presbyteriem původního gotického chrámu, vysokým 34 metrů od země do vrcholku kleneb. Tvoří ji vysoký podélný prostor o pěti (původně byl o šesti) úzkých klenebních polích a závěru, shrnutého až renesanční cihlovou klenbou, a uzavřeného na západě průčelní zdí s rozetou. Obrys chrámu zvenčí člení opěrný systém, prostor mezi ním vyplňují vysoká okna, která byla v době renesance snížena. Plánovala se bohatá plastická výzdoba, kterou naznačují i četné (dnes prázdné) niky. Naprosto se zde hroutí představa chudoby a prostoty, typická pro žebravé řády. Avšak je to proto, že kostel byl spojen s královskou fundací a s korunovací královského páru a zároveň se měl stát centrem mariánského kultu v Čechách. Na základě studia rozmanitých detailů (profilace ostění portálů i oken, obrazce závěru, subtilních římsových prstenců pod konsolami nik a dalších prvků) lze předpokládat vliv Matyáše z Arrasu, který zde použil prvky, na něž nezbylo místo během budování svatovítské katedrály. Velmi pravděpodobně stával v těsné blízkosti menší kostelík, jehož jižní stěna se stala součástí severní stěny nově budovaného kostela. Je nanejvýš zarážející, že půdorys tohoto kostelíka je téměř totožný s půdorysem gotické podoby dnešního kostela Nejsvětější Trojice v Trojické ulici, který sloužil jako svatostánek pro dělníky pracující na stavbě emauzského kláštera. Dá se předpokládat, že tento kostelík plnil stejnou funkci. Nedílnou součástí komplexu je gotický kamenný reliéf. Na reliéfu je vyobrazena korunovace Panny Marie, , které jsou přítomni dva klečící donátoři. Mezi donátory byli rozluštěni na Kristově straně Karel IV. (se štítkem s říšskou orlicí) a jeho první manželka Blanka – na Mariině straně, s erbem českého království. Důležitými jsou další dvě heraldické figury, zatímco Panna Maria trůní na lvu, postava Krista na orlu. Mezi postavami roste vzhůru strom, kter ve špici tympanonu přerůstá v trůn Boží milosti. Silně poničený reliéf se dnes nachází ve sbírkách Národní galerie, nad novodobě upravenou gotickou brankou v areálu komplexu se nachází kopie. Karmelitánský komplex se stal významným v letech husitské revoluce. V roce 1412 Mistr Jeroným Pražský vstoupil do prostorů v čele davu a vyházel obsah z relikviářů. Od roku 1419 zde bylo Václavem IV. dovoleno sloužit mše pod obojí. Vzápětí byl klášter vypálen a pobořen. Odsud vedl 30. července Jan Želivský rozbouřený dav k novoměstské radnici, kde proběhla první pražská defenestrace. V době panování Rudolfa II. byl klášter i s kostelem podstoupen františkánům – menším bratřím observantům, kterým slouží dodnes.