Kaplnka je situovaná severovýchodne od historického centra mesta, po východnej strane Krušovskej cesty. Z historického hľadiska je situovaná za severovýchodným okrajom stredovekých hradieb mesta.
Bezprostredné okolie kaplnky tvoria dnes už len časti zaniknutého cintorína. Plocha cintorína je zatrávnená.
Kaplnka Panny Márie Karmelskej bola postavená približne okolo roku 1750. V minulosti slúžila ako pohrebná kaplnka. Cintorín okolo kaplnky (v rámci mesta Topoľčany druhý mestský cintorín v poradí) sa spomína po roku 1780 a pochovávalo sa na ňom približne do roku 1851, kedy bol v meste zriadený ďalší cintorín na Tovarníckej ceste. Spočiatku sa tu pochovávali iba deti a cudzinci.
Kaplnka, podľa zachovanej historickej fotografie, pravdepodobne do 1. tretiny 20. storočia neprešla výraznejšími stavebnými úpravami. Fotografia zachytáva kaplnku s cintorínom oploteným plným múrom. Samotný múr bol odstránený pravdepodobne v druhej polovici 20. storočia. V 70-80-tych rokoch 20. storočia vznikla na východnej časti svahu cintorína stavba obchodného centra. V roku 1993 bol v blízkosti kaplnky, v súvislosti s nálezom odkrytým v rámci výkopových prác, vykonaný archeologický výskum, počas ktorého bolo odkryté základové murivo ossária (objekt na ukladanie ľudských kostí).
Baroková kaplnka je jednoloďová stavba so segmentovým uzáverom svätyne, loď aj svätyňa sú klenuté pruskou klenbou, ktorá sa opiera o plytké zalamované pilastre s profilovanými pätkami a hlavicami. Nad vstupom do lode je empora prístupná rebríkovým schodiskom. Drevený parapet empory je tvorený z piatich maľovaných obrazov, na štyroch sú stvárnení západní cirkevní otcovia, na strednom obraze stvárnený obraz Krista Pantokratora - Vševládcu. Západná, vstupná fasáda je jednoosová, so vstupom pravouhlého tvaru s novodobými drevenými dvojkrídlovými dverami. Nad vstupom je nika polkruhového pôdorysu s polkruhovým zaklenutím. Okná oválneho tvaru sú na fasáde lemované páskou. Na východnej strane fasády svätyne je kruhové slepé okno, lemované zhodne ako ostatné okná kaplnky.
Vstup s nikou lemujú pilastre, zhodne riešené ako pilastre na nárožiach kaplnky. Celou hmotou lode kaplnky obieha širšia korunná rímsa, zalamovaná v mieste hlavíc pilastrov. Obvodom svätyne obieha korunná rímsa užšia. Strecha lode kaplnky je sedlová, s valbou na východnej strane, krytina pálená. Valbová strecha svätyne má strešný hrebeň osadený nižšie voči hrebeňu strechy lode. Štít vstupnej fasády je zalamovaný, v dolnej časti volútovo ukončený. Dominuje mu edikula tvorená plytkými pilastrami nesúcimi mohutnú rímsu, v strede edikuly je opäť nika, tvarovo aj rozmerovo zhodná ako nika nad vstupom. Vo vrchole štítu je osadený kríž na guli.
Plochu zaniknutého príkostolného cintorína, ani jeho nivelety nie je možné v súčasnosti identifikovať. Terén je pravdepodobne navýšený navážkami a plocha cintorína na východnej a severnej strane zredukovaná. Exteriér kaplnky bol obnovený v roku 2021. Na ploche zaniknutého cintorína je osadený kríž s atribútmi mesta, pôvodne umiestnený na vrchole veže rímskokatolíckeho kostola Nanebovzatia Panny Márie v Topoľčanoch.