Le bâti est de construction en pierre d’aspect traditionnel avec lucarnes, pignon et toiture de bardeaux. On s’entend généralement pour dire que six moulins, dont fait partie celui du Trait-Carré, ont été érigés par les Jésuites autour de cette époque. Ce moulin banal a été en fonction jusqu’en 1940 avant de subir d’importantes transformations. Avec les années, il est devenu, tour à tour, une manufacture d’allumettes, une boutique de forge, un atelier de charron, une boutique d’instruments aratoires et une fabrique de fer ornemental.
Pris en charge par les autorités municipales, en collaboration avec le ministère de la Culture et des Communications, ce bâtiment d'intérêt patrimonial a retrouvé son allure d'autrefois. Les travaux de curetage et le démantèlement de l'étage qui avait été ajouté, donnèrent d'importants indices (anciennes pièces de charpente, assises de maçonnerie, etc.) favorisant une reconstitution des plus fidèles du bâtiment. Cette remarquable restauration se concrétise de 1990 à 1992 et permet ainsi sa réouverture au grand public en mars 1993, cette fois comme centre d'interprétation de l'historique du Trait-Carré et point de départ du circuit piétonnier du Vieux-Charlesbourg.