主殿三开间，面阔11.06米，进深5.8米，通高6.5米。灰瓦悬山顶，饰吻兽。前出月台，月台正面置五步垂带踏跺，两侧置五步抄手踏跺，台明上四周现存望柱卯口遗迹。明间四扇隔扇门，宽3.7米，高2.6米，次间槛窗高宽1.6米，宽1.42米，前檐下施单抄四铺作斗拱，明、次间均施两朵补间铺作，后檐为封护檐。

　　其中，殿顶木构架较为特殊，四椽栿为弯曲的自然材，与其上平梁不在一条竖直线上，俗称：“二梁不在大梁上”的特殊造型。大殿虽然只有三间，工匠们仍设计使用了大梁、平梁、顺梁，共计14架之多，并且用料粗重，六架平梁由横在大梁上的四架顺梁承托，除了两山墙内的重梁以外，其余四架平梁均错出大梁。

　　明间两缝四椽栿承托四缝平梁，四椽栿上置柁墩承托顺梁，顺梁悬挑雷公柱，其上承托平梁，明间平梁上置大斗和八棱形蜀柱，蜀柱上置大斗承托脊檩、脊枋，明间平梁下和随梁枋间置隔架科斗拱；明间在平梁两端、中部及金檩枋中部置斜撑共同支撑脊檩下雷公柱，形成类似藻井的造型，起到了装饰作用；次间顺梁上置隔架科斗拱托平梁，平梁上置柁墩、八棱形蜀柱；前后檐金檩枋间置隔架科斗拱，平梁上使用了叉手和八棱形蜀柱，蜀柱间纵向使用枋材，加强纵向连接。

　　前檐柱柱头有卷杀，柱侧角明显，檐柱径与柱高比例为1：8.3，举架和步架之比为1:4，二梁错位于大梁之上，扩大了明间的面积，这个设计十分巧妙，还创造了用二梁划分房间“明三暗七”的建筑实例，也是宁阳颜子庙建筑的突出特点。