龙天庙里的主要建筑物为正殿。殿三间,前出廊,内供龙天及夫人像。按廊下清乾隆十二年碑说:龙天者,介休令贾侯也。公讳浑,晋惠帝永兴元年,刘元海……攻陷介休,公……死而守节,不愧青天。后人……故建庙崇祀,……像神立祠,盖自此始矣。……这座小小正殿,“前廊后无廊”,本为山西常见的做法,前廊檐下用硕大的斗拱,后檐却用极小,乃至不用斗拱,将前后不均齐的配置完全表现在外面,是河北省所不经见的,尤其是在旁面看其所呈现象,颇为奇特。
至于这殿,按乾隆十二年“重增修龙天庙碑记”说:按正殿上梁所志系元季丁亥元顺帝至正七年(公元一三四七年)重建。正殿三小间,献食棚一间,东西厦窑二眼,殿旁两小房二间,乐楼三间。……鸠工改修,计正殿三大间,献食棚三间,东西窑六眼,殿旁东西房六间,大门洞一座……零余银备异日牌楼钟鼓楼之费。……所以我们知道龙天庙的建筑,虽然曾经重建于元季,但是现在所见,竟全是乾、嘉增修的新构。
殿的构架,由大木上说,是悬山造,因为各檩头皆伸出到柱中线以外甚远;但是由外表上看,却似硬山造,因为山墙不在山柱中线上,而向外移出,以封护檩头。这种做法亦为清代官式建筑所无。
这殿前檐的斗拱,权衡甚大,斗拱之高,约及柱高之四分之一;斗拱之布置,亦极疏朗,当心间用补间铺作一朵,次间不用。当心间左右两柱头并补间铺作均用四十五度斜拱。柱身微有卷杀:阑额为月梁式;普拍枋宽过阑额。这许多特征,在河北省内唯在宋元以前建筑乃得见;但在山西,明末清初比比皆是,但细查各拱头的雕饰,则光怪陆离,绝无古代沉静的气味;两平柱上的丁头拱(清称雀替),且刻成龙头象头等形状。