依「文化资产保存法」，确认其有具历史、文化、艺术价值及保存价值，指定为国定古迹。
康熙33年（公元1694年），佛教临济宗第34代禅师僧树璧奉湄洲朝天阁妈祖神像来台，在笨港登陆。见僧人奉神像来，留为主持香火。康熙39年（公元1700年），再议公建。雍正8年（公元1730年），易茅以瓦；乾隆16年（公元1751年），朝天宫进行整修；乾隆40年（公元1775年），笨港县丞薛肇熿倡议重修（后殿1对乾隆乙未年款的龙柱可为证），扩建庙宇为前后殿，前殿祀妈祖，后殿祀观音菩萨及十八罗汉，右侧则设僧室，以供僧侣居住。薛肇熿并撰〈重修诸罗县笨港北港天后宫碑记〉。咸丰以前，朝天宫又历经几次重修，其中道光17年(公元1837年)重修，福建水师提督王得禄（1770-1841）献「海天灵贶」匾。
在王得禄次子王朝纶、训导蔡如璋等人发起下，进行扩建，工程自咸丰5 年(公元1855年)起工，咸丰9年（公元1859年）完工，成为四殿建筑。前殿为三川殿，正殿为妈祖殿，第三殿为观音佛祖殿，第四殿为圣父母殿。
明治38年(公元1905年)，嘉义大地震，北港街灾情惨重，朝天宫大殿破损，四垂亭倒坏，北港区长蔡然标（1853-1929）倡议重建，聘大木匠陈应彬(1864-1944)主修，工程于明治41年(公元1908年)开工，大正元年(公元1912年)竣工，成为今天富丽堂皇的规模。此次重建，捐款者遍及全台，捐款人数达3万余人。大正10年(公元1921年)，成立管理委员会，由北港区长蔡然标任管理者。
至昭和15年（公元1940年）皇民化运动雷厉风行时，北港街原有寺庙，如各宗姓宗祠及王爷庙俱被拆除，仅朝天宫及少数庙宇受保全，但在祀神、财产方面，也不得不遵照政策，予以处分。经过整顿后，祭神只剩妈祖及五文昌，其他有历史价值者，由庙方暗中收藏保存。
民国61年(公元1972年)，朝天宫由台湾省政府指定为台湾省宗教纪念物观光区；民国74年（公元1985年）朝天宫经内政部指定为2级古迹。
北港朝天宫埕前石柱上的四海龙王石像，人物及坐骑海龙姿态各异，为不可多得之佳作。这4尊耸立于庙口，拱卫朝天宫大门，为庙埕增加浓郁的艺术气氛。
朝天宫全建筑占地将近千坪，殿宇分为四进，宫前一广场，地面铺石，四面围绕石墙。从庙埕外面看朝天宫正面，它的外观犹如3庙并列。朝天宫建筑的平面布局在台湾属于独一无二的类型。朝天宫使用多重的院落组成，可以「四落八殿，一埕七院」称呼。整体而言，朝天宫建筑物在大木构造、装饰、雕刻、彩绘、剪黏，以及泥塑陶艺方面均相当繁复，表现出杰出的施工技术。
三川殿为陈应彬(1864-1944)所建，三川殿的木结构被视为台湾寺庙之典范。龙虎门出现长枝八角藻井，运用复杂而困难的木结构斗栱技巧。朝天宫这2座扁长形八角结网，为台湾首次出现，具有极高之建筑史研究之学术价值。
凌虚殿窗扇木雕运用螭虎团字，以成双成对的螭虎，构成「功参造化，德配乾坤」之联句，造型出神入化，雕工细腻，且涵阴阳相辅相成之哲理。文昌殿前嵌有台湾现存最精美的双龙戏珠石御路，属于清代中期雕刻风格。
朝天宫的各殿由不同年代的大木匠师建造，呈现了不同的建筑风格，观音殿为咸丰年间木匠林天赐(生卒年不详)所修建，三川殿为木匠陈应彬所建。朝天宫拥有代表台湾龙柱雕刻史上不同年代的3对龙柱，其中最古的1对是观音殿，镌刻乾隆40年（公元1775年）铭记，不但是庙史之证物，同时其雕琢风格古拙浑雄，为台湾最早期的典型龙柱之一；第2对为咸丰2年（公元1852年）所雕，立于正殿前拜亭，八角柱盘龙为清代中期特征；第3对立于前殿，内容丰富而繁饰，属于清末民初之特征。欣赏这3对龙柱有如观赏一部台湾石龙柱雕刻发展史。
朝天宫近代之彩绘，多聘名师主绘，现在前殿及龙虎门仍保存着台南名师陈玉峯(1900-1964)及其子陈寿彝的作品。聚奎阁门扇的24节气彩绘，也是较罕见之题材。拜殿有洪坤福(1865-?)人物交趾陶作品，三川殿及龙虎门则有洪氏高徒江清露许多剪黏作品。此外，朝天宫设有文物馆。
北港朝天宫圣父母殿埕前，观音殿后墙照壁，墙堵上用泥堆塑彩绘，罕见半立体浮雕影塑作品。此幅为「天官赐福，祈求吉庆」，神韵慈祥和乐，生动传神。
三川殿架内景观，使用二通三瓜栋架，通梁用料饱满，中脊绘太极八卦，为镇殿之象征作用。
北港朝天宫悬挂「神昭海展」匾额，为复制台南大天后宫中雍正御笔「神昭海展」匾之古物。