大殿面阔、进深各3间,平面近方形,单檐歇山灰色筒板瓦顶。檐柱12根,其中3根抹棱方柱当是始建时遗物。殿前有宽敞的月台,殿内无柱。殿内有泥塑佛像17尊,安置在凹形的砖砌佛坛上,佛坛上后部正中为释迦牟尼塑像,庄严肃穆,总高近4米,基本保存了原有风貌,是现存唐代塑像的杰出作品。1961年定为全国重点文物保护单位。
山西五台山南禅寺大殿,解放后在东冶镇李家庄被发现。寺院坐北向南,有山门、龙王殿、菩萨殿和大佛殿等主要建筑,围成一个四合院形式。除大佛殿是唐代原物外,其余几座殿宇都是明、清时所建。
寺的创建年代不详,重建于唐德宗建中三年 (782)。是所知存留到今,早的较为完整的木构遗物。寺内大殿西缝平梁下,保存有唐人墨书字:“因旧名旹(时)大唐建中三年岁次壬戌月居戊申丙寅朔庚午日癸未时重修殿法显等谨志”,是寺宇殿堂重建年代之证,较佛光寺东大殿早75年。殿内佛像与殿宇同时建造,是中国除敦煌外稀有的中唐彩塑。唐武宗会昌五年 (845)灭法,中国佛寺大都毁坏,而南禅寺由于规模较小,处地偏僻,且州府县志和佛教经籍上均无记载,幸免于难,留存至今。后经宋、元、明、清各代,虽曾有过一些维修和装绘,两厢配殿和山门均经重葺,但唐式大殿的规制结构和殿内唐代塑像的体貌都依旧保存了下来。
南禅寺大佛殿较小,殿内没有柱子。在殿内中心稍后,有高0.7米的“凹”字形佛坛,沿坛可以通行,坛上有佛教造像17尊,都是唐代原塑,有很高的艺术价值。大殿单檐歇山顶,平面正方形,面阔进深各三间,通面阔 11.75米,进深10米。殿前月台宽敞。前檐明间辟板门,两次间为破子棂窗。殿四周施檐柱12根,西山施抹楞方柱 3根,皆为创建时的原物,余皆圆柱,柱底自然料石作柱础。各柱微向内倾,角柱增高,侧脚、生起显著。柱间用阑额联系,无普柏枋,转角处阑额不出头,唐代特征显著。殿内无柱,无天花板彻上露明造。通长的两根四椽栿横架于前后檐柱之上,栿上施缴背,通达前后檐外,再上为驼峰、大斗、捧节令栱、承平梁和平榑。平梁两端施托脚,其上用大叉手承托脊榑,无驼峰与侏儒柱。这种构造是汉唐期间的古制,五代以后已不复见。梁架两山用丁栿,转角处仅设搭牵一道,承椽枋与平榑相交之点,用直斗承托。梁栿形制皆为月梁式。檐柱上施斗栱承托屋檐,无补间铺作,古制犹存。柱头斗栱五铺作,双抄单栱偷心造,前后檐华栱两跳皆足材。第二跳华栱系四椽栿伸至檐外制成,缴背伸出檐下砍成耍头,与令栱搭交承替木和撩檐榑。两山斗栱上的耍头,是丁栿外端。转角处施45度斜栱,令栱制成鸳鸦交首栱。柱头泥道栱之上,叠架柱头枋两层,下层隐刻慢栱,上层置驼峰,皿板、散斗承压槽枋。各栱卷杀皆分五瓣,每瓣微向内倾,这种作法曾见于齐隋间石窟窟檐和墓葬雕刻斗栱之上,建筑实物中此为仅见之例。
殿顶举折平缓,总举高为前后撩檐榑之间的1/5.15,即19.4%。檐出部分仅施檐椽一层,不加飞椽。翼角处大角梁通达内外,无子角梁,平直古朴。
殿内佛坛宽大,约占室内面积的二分之一。坛上彩塑17尊,皆为唐物。主像释迦佛,体形高大,结跏趺坐于束腰须弥座上。两侧有文殊、普贤各骑狮像。主像两侧为阿难、迦叶二弟子和二胁侍菩萨。文殊、普贤前隅有獠蛮、拂菻牵引狮象和二童子仰望,再前为二侍立菩萨和二天王。释迦前面有二供养菩萨置莲台上。各像比例适度,面形丰满,衣饰华丽,神态自如,体形较六朝柔和。与敦煌唐塑相较,如出一辙,是中国现存寺观彩塑中的珍品。
此外,南禅寺还保存有角石2块,石狮3躯,小石塔1座,雕工精练。
南禅寺年久失修,大殿木构件有所风化,地震冲击后梁架向东歪闪,檐柱向前倾斜,部分构件脱榫劈裂,四椽受压弯垂10余厘米。经过实地发掘、测绘设计,制成修复方案,1974~1975年落架修缮。
南禅寺大殿虽然很小,但人们仍可以从中感受到大唐建筑的艺术性格。舒缓的屋顶,雄大疏朗的斗拱,简洁明朗的构图,体现出一种雍容大度,气度不凡,健康而爽朗的格调;同时,还可以从南禅寺的大殿看到中唐时期木结构梁架已经有用“材”(栱高)作为木构用料标准的现象,说明我国唐代建筑技术已有很高水平。中国古代建筑受等级约束,南禅寺是村落中的小佛寺,是非正式的村佛堂,故至多与贵邸的厅堂近似,使用厅堂型构架,造低一个等级的歇山屋顶。晚唐时期的武宗“会昌灭法”,使得大多数佛寺遭受到破坏。南禅寺由于地处偏僻而幸免毁坏,这也从另外一个角度说明当时的建造技术已经相当的普及了。