三川殿面宽五开间，进身四开间，屋顶採用重簷歇山式的造型，在臺湾的寺庙中，甚少庙宇前殿使用此类型屋顶。三川殿两旁为八卦门，正门的空间则往内延伸，形成一凹寿(就是房屋入口处设计成内缩变成ㄇ字型作法)格局，营造三川殿空间层次美感。三川殿前步口，屋簷下方牌楼斗栱，除了横、纵两向斗栱外，另外增加斜栱出挑，形成「网目斗栱」，栱身为如意造型，又称「如意斗栱」，常见于溪底匠派所建造的庙宇。
三川殿内的八卦藻井，作品出自大木匠师「树发师」王树发（公元1861年-1931年），藻井共分两层，底层八角形每一边出二栱，每栱升四斗，以24组斗栱组砌往内齐集于「顶心明镜」（即上方的天花板），中间复以天花板，是泉州溪底匠师施作藻井的特色。藻井每一边分别有八仙人物造型和吊筒，八仙人物上方为主题「四爱」及「渔、樵、耕、读」，「四爱」即「茂叔爱莲、羲之爱鹅、渊明爱菊、和靖咏梅」。在臺湾同为益顺师和树发师的作品，型式相似的藻井尚有新竹城隍庙、彰化南瑶宫，但以鹿港天后宫的藻井装饰最为精采。
随水师提督施琅平台的湄洲开基妈祖神像，高约2尺(约60公分)，手持如意、造型端装素雅，服饰凋塑极为雅致，为泉州匠师风格作品。妈祖原为粉红面容，自湄洲开基建庙，到后来奉祀于鹿港天后宫，因受香烟薰绕而成黑面，故又称「香烟妈」，据说为湄洲开基妈祖6尊神像其中之一。后来其他5尊多因文化大革命等因素而下落不明，更显鹿港天后宫此尊神像之珍贵。平日收藏于神房中，只有农曆除夕晚上11时至3月23日妈祖寿诞日，才请出湄洲妈视事，供信众朝拜。
鹿港天后宫正两旁共有两对千里眼与顺风耳将军，分别立于正殿神龛前及前步口两侧拱门旁，相传为泉州匠师连咏川(生卒年不详)所凋塑。其中千里眼手执戟、眼观四面，顺风耳手持斧钺、耳听八方，姿势神态优雅，青面獠牙外表慑人，为神像凋刻经典之作。
天后宫的石材採泉州青斗石，在凋法方面採透凋、浮凋、线凋、圆凋，其中以三川殿的石窗透凋，剔地起突的龙虎石凋最为精彩，是出自蒋馨（公元1873年-1933年）家族石匠蒋文华(生卒年不详)、蒋文水(生卒年不详)作品。
鹿港天后宫三川殿八卦藻井「薄海蒙庥」匾上方，有一对「蟾蜍座」木凋，此木凋为鹿港一代木凋大师施礼(公元1903年-1984年)的作品，「蟾蜍」的造型无狮子的捲毛及狮鬃，其原由为古代文人雅士以蟾宫为月宫别称，科举高中则称为「登蟾宫」。蟾蜍座一隻口啣菊花比喻长寿吉祥，另一隻口啣茶花，喻为「四季长春」之意。
又称天公殿，现貌为民国52年(公元1963年)坤玉师施坤玉(公元1919年-2010年)所施做，后殿石凋除龙柱为旧物外，其馀皆为蒋馨外孙张清玉(生卒年不详)率领匠师所施做的作品，龙柱上蟠龙活灵活现气势十足。