Pierwszy drewniany kościół w Pałonce został wybudowany w drugiej połowie XIX wieku, ale z czasem podupadł i został rozebrany. W 1937 r. w tym samym miejscu wzniesiono drewniany kościół św. Mikołaja w stylu rosyjskim, który można oglądać do dziś.
Główną ozdobą świątyni jest trójstopniowa dzwonnica. Główną objętość wieńczy bęben pokryty namiotem i ozdobiony główką cebuli. Podobne kopuły są umieszczone w narożnikach kabiny z bali. Jest też apsyda z boczną zakrystią. Na zewnątrz kościół jest pokryty teselacją i pomalowany na niebiesko, co harmonijnie łączy się z białymi opaskami i żółtymi narożnikami.