依中华民国73年2月22日颁行之文化资产保存法施行细则第45条综合评定之具历史、文化、艺术价值；具稀少性，不易再现者；具建筑史上之意义，有再利用之价值及潜力者。
台南北极殿原址本为荷兰时期的中医馆。明永历15年(公元1661年)4月，郑成功(1664-1662)登陆之后不久，即占领此处充做救护站，待荷兰人退出台湾后，郑成功将之改建成寺庙，奉祀明朝守护神玄天上帝，又称为大上帝庙。后来郑成功之子郑经(1642-1681)，在府城建、修4座主要庙宇，此庙是其中之一。
北极殿主祀玄天上帝，又称北极大帝、北极佑圣真君、开天大帝、元武神、真武大帝，俗称上帝公、上帝爷或帝爷公。是北极星人格化的崇拜，亦为屠宰业奉为专祀的神祇。目前，民间所崇拜的玄天上帝像，是披发赤脚，手持宝剑，脚踩龟、蛇各一，象征真君仗剑伏二妖的传说。其形象威武，历来亦被奉为武神崇拜。依据古代中国五行四象之说，玄武乃属北方，依五行为水。
玄天上帝信仰由来已久。吕氏春秋有始篇谓北方曰「玄天」、汉书天文志即载「北宫玄武」，北宋时两度避讳，所以庙宇祭祀同时有真武、玄武之名。台湾的玄天上帝信仰相当普遍，与台湾开发史相关，因其传入时间早，且受政治力推广之助。传说于元朝末年，朱元璋(1328-1398)起兵抗元，在邹阳湖畔打了败战，逃到1座乡野旧庙躲藏，暗自祈求神明保佑他渡过劫难，后来，逃过元兵搜索的明太祖，查明该庙主祀是玄武大帝，便在统一天下后，为报答神思，于原处修建新庙重塑神像、册封为玄天上帝、御赐「北极殿」匾。明成祖起兵于明疆北边的燕京，亦称起兵得真武大帝庇佑，更是广于各地建庙。其后的明朝诸帝，均奉玄天上帝为护国神祇。
清朝官员为了贬低其地位，将明末时福建刻印出版家余象斗所著「北游记」(又称「北方真武玄天上帝出身志传」)之中，关于玄天上帝起源传说流传，其中指称玄天上帝原本以宰猪为业，晚年了悟杀生罪孽，毅然放下屠刀，并举刀切腹净体，收刀在肚腹中以赎罪，终得道升天。也因这传说，玄天上帝成为屠宰业的守护神。
北极殿位于当时的台湾府(台南)城区「府城七丘」之一的鹫岭，是城内地势最高处之一，更显庙宇的壮观魏峨。台南当地有句谚语「上帝庙埁(音同岑)墘，水仙宫檐前」，意思指在鹫岭之上的北极殿，其台阶相较于当时临海岸的水仙宫之庙檐还高，不仅反映当年府城大街由鹫岭往西渐低之地势的落差，也比喻庙宇地位高低。但在清兵入府城之后，因玄天上帝是前代明朝的镇邦护国神祇，导致北极殿地位不若以往。
北极殿自建立以来，经过多次增建及翻修。清朝乾隆末年起，来自福建福宁的桐山营班兵开始以北极殿为戍台登陆或离台待渡的据点。因桐山营兵聚居于庙内，显得杂乱，在嘉庆9年(公元1804年)，由里民与桐山营共同捐款，于庙后建桐山营公寓，以供营兵及同乡暂时居住，也称桐山营曹馆。即今日庙宇的后殿及两侧厢房。道光17年(公元1837年)，为了避免营兵长期占用据为私人所有，桐山营的统领与庙方主理董事及里民街众共同签署协议，并在次年立碑作为记录，此碑至今仍留存于庙前殿的墙壁上。
北极殿现今的样貌及结构主要是由日治时期与二次世界大战后翻修所确立。明治40年(公元1907年)日本人因施行市区改正，辟建道路，而将庙前庙埕及前殿部分楼宇拆除，到了民国53年(公元1964年)，因市政府拓宽民权路为15公尺道路，前殿大半被拆除。今日北极殿前殿因紧邻街道，故做成骑楼形式，再上7级石阶才是入口，为三开间，门内的拜亭是民国60年(公元1971年)重新改建的，正殿供奉玄天上帝神像的神龛华丽繁复、金碧辉煌，由4根金柱顶住层层出挑的斗栱，宛如大建筑中的小建筑。现况庙貌为店屋庙宇之型态，于民国96年(公元2007年)完成修复工程。
外观特征上可见到因历史因素而夹在商店之间的北极殿，建筑上区分由附带骑楼的前殿、带拜亭的正殿以及附带左右厢房的后殿组成。面宽窄，但纵深长，像传统汉人店屋，因此说是店屋庙宇形式。外观上最明显特征是色彩。因玄天上帝属北方之神，依据五行之说，北方代表颜色为黑色，所以从旗帜、殿柱、甚至庙门都以黑色为主。与其他庙宇多配以红色不同。
黑色建筑外观由前往后可分为：三川殿、中庭、正殿拜亭、正殿(含后檐廊)、后殿拜亭、左右厢房、龙、虎井、后殿。正殿内保存的1方「威灵赫奕」匾，为明郑时期宁靖王朱术桂(1617-1683)于明永历23年(公元1669年)题献，是台南市最古老的匾额，亦是台湾唯一留存的明郑时代古匾。古匾还有清康熙52年(公元1713年)台厦道陈璸(1656-1718)所献的「辰居星拱」匾。陈璸于康熙41年(公元1702年)开始任台湾县知县。不同于清朝当时诸多外派来台的官员急欲调离台湾，他在台任官九年，掌管全台政经军事，重修编订台湾府志，并废除「官庄」(官府管辖的田庄)制度。因陈璸颇有治绩，任满之后升官调任湖南巡抚，后最高任职福建巡抚兼闽浙总督。陈璸过世之后府城地方人士感念其恩泽，刻立神像祭拜他。现在陈璸的神像在北极殿后殿供人祭祀，形成匾额在殿堂、献呈匾额者在神坛的特殊现象。
前殿内以及拜庭前天井墙面上一共嵌有9方石碑，包括庙产地租碑记、示禁碑记、重修碑记等，其中与清兵桐山营订立的道光18年(公元1838年)的「大上帝庙四条街桐山营公众合约」最是特别，别具历史意义。正殿后方地藏王神龛旁有1口道光年间铸造之古钟，是府城富有的盐商吴尚新等人特别远赴江苏姑苏铸造。其上除刻有祝贺的铭文，也刻有奉献者名录以及瑞兽「蒲牢」。
除了收藏物品外，殿内彩绘也很珍贵。其中以正殿、后殿及前后墙上由名家潘丽水(1914-1995)绘制的壁画最为特出。潘丽水生于大正3年(公元1914年)，跟随父亲，也是当时知名民俗画师潘春源(1891-1972)习画，青年时另拜粤派名师吕璧松(1873-?)学习水墨画。成年之后融合南北派画风，在木结构彩绘用北方式的简约造型图案、在壁堵上细致描绘故事人物，鲜明而生动，在台湾传统彩绘师中地位相当崇高。其子潘岳雄(1943-)继承父亲衣钵亦极杰出，北极殿的门神即潘岳雄所绘，鲜艳的衣装及灵动的眼神亦是一绝。
北极殿外观上最明显特征是色彩。因玄天上帝属北方之神，依据五行之说，北方代表颜色为黑色，所以从旗帜、殿柱、甚至庙门都以黑色为主。与其他庙宇多配以红色不同。
殿内彩绘以正殿、后殿及前后墙上由名家潘丽水(1914-1995年)绘制的壁画最为特出，其融合南北派画风，在木结构彩绘用北方式的简约造型图案、在壁堵上细致描绘故事人物，鲜明而生动，在台湾传统彩绘师中地位相当崇高。
正殿供奉玄天上帝神像的神龛华丽繁复、金碧辉煌，由4根金柱顶住层层出挑的斗栱，宛如大建筑中的小建筑。