元至元元年(1335年)又重建，明清两代屡次修葺，始成今日规模。现存主要建筑玉皇殿建于宋，汤帝殿建于金，后院左右垛殿和东西配庑为元建，余皆明清所筑。































庙坐北朝南，建筑布局为三进院落，平面布局为长方形，南北长110米，东西宽32米，计有殿宇楼亭110间，占地面积3520平方米，是一所较有规模的古建筑群。中轴线上由南向北依次排列有头道山门、仪门、成汤殿、献亭、玉皇殿、东西配殿;两庑二十八宿殿、十二辰殿、十三曜星殿、关帝殿、蚕神殿及厢房、钟鼓二楼。建筑鳞次栉比，错落有致。


头道山门、二道山门、诸神享亭、玉皇殿建筑在一条中轴线上。头道山门前，建有东西两个碑廊，保存着庙宇沿革历史的资料。进入山门是前院，前院没有正殿，正中是二道山门，东西两庑内，原来祀奉文昌、风伯、雨师等神只，早已毁坏。山门造型为单檐悬山顶，琉璃装饰，与钟鼓楼顶上琉璃孔雀兰构件相互增辉，十分鲜艳。享亭单檐歇山顶，斗拱出现龙头象鼻，有侧角升起。

过二道山门是中院。中院正殿为献享殿，也称作成汤殿，诸神殿居于中院正中，木构楼阁，面宽三间，进深六椽，单檐悬山顶，古雅朴实，塑有成汤像。并有木雕阁楼三幢。东偏殿是东岳殿，里面奉祀东岳大帝黄飞虎及夫人贾氏，还有儿子黄天化，麾下大将黄明、周纪、龙环、吴谦等。西偏殿是三王殿，奉祀牛王、马祖、天钱罥祖，形容都很怪异。。东西两侧分别为药王殿、五道殿、高谋祠，内塑药王、五道将军、文王夫妇。南殿，西为地藏菩萨殿，内塑十殿阎君；东为六瘟殿，内塑六瘟神像。

后院大殿为玉皇殿，单檐歇山顶，面宽三间，进深六椽，板门直棂窗。窗台下垫角为水磨石，浮雕花鸟。檐柱柱础为覆盆莲花，柱为圆木，上有卷刹，侧角升起，斗拱为真昂四铺作。整个建筑结构严谨，形制美观，雕刻精细。殿宇粗壮的梁柱斗拱结构、门窗墙壁以及神台上镶嵌的浮雕砖饰还保留着宋金时期的建筑风格。正殿内塑有玉皇大帝、普天星君。左右偏殿分别为三垣、四圣塑像。东西廊房为九曜星、六太尉和十二辰、二十八宿塑像。

玉皇庙所珍藏的宋、金、元不同时期的彩塑，具有非凡的观赏价值和文物价值。尤其是二十八宿殿的彩色泥塑，代表了中国古代雕塑艺术的最高成就，不仅对元之后的古代雕塑产生过重大影响，而且对当今雕塑艺术的研究和发展具有重要意义。其间的 260余尊道教诸神泥塑自成体系，艺术地展现了中国道教诸神系统。尤其是二十八宿泥塑，在全国现已发现的古代塑像遗物中尚属孤品，反映了中西雕塑艺术合流的轨迹，是一座奇特神妙的道教艺术宝库，具有极高的历史价值和审美价值。

东垛殿是三垣殿，普通的说法是三元殿，奉祀三元神。三元又叫做三官，就是天官、地官、水官，这是汉末魏晋时期天师道所尊崇的三个最重要的神只。殿里的塑像是宋代的作品，但是经过历代重装，已经失去了本来面貌。西垛殿是四圣殿，奉祀天篷、天猷、黑煞、真武四圣。四圣是北极紫微大帝的四员大将，宋朝的时候受到皇帝的重视和提倡，在道教神只中地位显赫。神像是清代重塑的。后院东庑的上三间是十三曜星殿，奉祀十三星君。塑像是明代的作品，其中金星、水星都是青年女性形象。水星形态端丽，神情娴静；金星手抱琵琶，神情抑郁。东庑中三间是关帝殿，奉祀关圣帝君；下五间奉祀蚕神等，塑像多尊，大都是明清时代的作品。

西庑下八间是二十八宿殿，奉祀二十八宿星君。二十八宿原是中国古代天文学上用来观察天体经纬度和四季运行的二十八组赤道星座，唐初五行家袁天罡把二十八宿与二十八种动物联系在一起，并在每个星宿名下分别缀以日、月、金、木、水、火、土，星座的名称由原来的一个字变成了三个字。而玉皇庙中的二十八宿星君神像是人物和动物形象的结合，这在中国还是首例。光是这种形象，对研究道教的神只崇拜内容就有十分重要的意义。它的艺术价值则更为重要。

该庙的精华所在，是全庙14座殿堂内保存的260余尊历代彩塑神像。从玉皇大帝、普天星君，到三垣、四圣、九曜、十二辰；既有风伯雨师、种桑养蚕、文贞、武道；也有高禖、马神、牛王、六瘟；几乎是汇聚人、鬼、神、仙共一堂。庙内除保存着这些数量众多的道教彩塑外，还存有大量的装饰性砖雕、石雕、碑碣和琉璃构件，其道教塑像之丰富，雕塑技术之精湛则为国内所罕见，是研究道教史和雕塑艺术的宝贵遗产。
在玉皇庙的艺术天地里，成就最高的当数元代艺术大师刘銮雕塑的二十八宿泥塑像。作者凭借丰富的想象力和聪明才智，第一次将天文学中观察天体运行、四季变化、经纬定位的28组赤道星座与唐代五行家袁天罡确定的21种动物同金、木、水、火、土和日、月融合于人，创造出有血有肉的“虚日鼠”、“房日兔”、“轸水蚓”、“亢金龙”等各种神话人物形象。在这些人格化了的天界神灵中，把老者的慈祥、妇女的端庄，文官的稳重、武士的威猛刻画的栩栩如生。再加上塑像本身的大动作之体态以及衣纹彩带的飞舞飘逸，不仅充分显示出神仙们超凡脱俗、仙风道骨的外貌特征，而且使全殿彩塑产生了气势磅礴、呼之欲出的艺术效果。二十八宿彩塑是中国古代雕塑艺术现实主义与浪漫主义完美结合的优秀范例，它在全国也是独一无二的绝品。
庙内玉皇殿保存的宋、金彩塑也具有极高的艺术价值。据碑文记载，殿内原有大小塑像118尊，现在保存下来有50多尊，内容是玉帝、宰辅、臣尉、侍女等。其中的多数仕女彩塑，是宋金时期的作品。侍女的头饰发髻和衣裙服饰各各不同，造型简括洗炼，衣饰纹理自然贴体，面相清秀俏丽，风度温柔典雅，表情顺从恭谨。大殿正中主像为玉皇大帝，彩绘金身，正襟危坐，表情严肃，乃人间帝王之化身。两侧除少数宰辅及臣尉外，其余皆为侍女。这些彩塑表现得是浓郁的人世情味，冲淡了玉皇神殿中的宗教神秘气氛。侍女塑像已脱离了宗教神话的规范与拘囿，成为中国封建社会宫廷生活的真实写照。根据所塑姿势神态和手持器物，可知她们是为玉皇大帝日常生活服务的侍者，均为年青少妇。头饰、发髻纹理简括洗练，自然贴体，面相俊秀俏丽，风度温柔典雅，表情虔诚恭顺。其形姿和所塑手法，完全可以和晋祠圣母殿的宋代侍女彩塑相媲美。
玉皇庙是道教的教观，和佛教不同，大大小小的建筑里面供奉了各式各样的神仙，从生老病死到吃喝拉撒。人世间的任何俗事都有对应的神仙管教。这里最有名气的就是元代的28星宿。