武庙从门厅到正殿间有一天井，地面铺设花岗石，拜埕有大型阶石上刻龙纹浮雕，雕工朴实无华，为清乾隆年间作品。正殿前的马背歇山拜殿，堪称独一无二的作法，造型最具特色。正殿屋顶则为曲线柔美的重檐歇山式(即四面屋坡的屋顶上再加上一层屋顶)三开间升三开间(即左、右、中共有3个空间，向上升延伸也是3个空间)的殿宇气势魏峨，兼顾形式与结构美感。
祀典武庙典藏不少古匾，除咸丰皇帝御笔「万世人极」匾额，「文武圣人」、「文经武纬」、「至大至刚」、「至圣至神」也堪称府城名匾，其中乾隆59年（公元1791年），台澎兵备道兼提督学政杨廷理（公元1747年－1813年）所题之「大丈夫」匾额，最具名气，「大丈夫」一词出自《孟子》滕文公篇下：「富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈，此之谓大丈夫也」。
祀典武庙观音殿奉祀一尊「传神观世音菩萨」，金面法相、微微倾首的样貌，展现慈悲祥和之姿、远看神像时，会发现神像的视线也跟着参拜者的走向而移动，是明末宁靖王在府内祭拜的家佛，相当珍贵。
同治元年（公元1861年），祀典武庙附近六条街的开基武庙、灵佑宫、广安宫、仓神庙、祝融殿及赤崁土地等六庙，组成「六和境」，以协助府城治安，并在祀典武庙内设立「六和堂」，做为联境办事处和全城冬防指挥所，堂内主祀火德星君，目前作为活动空间使用。
庙门用门钉而不绘门神，中门两扇各72颗、侧门左右各54颗。7加2、5加4均为9，9在中国传统中为至尊数，以此呈现帝王之尊贵，也是祀典武庙的地位表征。
祀典武庙永福路旁的红色山墙高5.5公尺、总长66公尺，由前至后共有五落不同屋顶形式，由山川门的「燕尾」到初拜殿「硬山马背」、拜殿「马背歇山」、正殿「歇山重檐」及后殿「硬山燕尾」，构成高低起伏的曲线，各进各落间尊卑秩序一目了然，视觉效果极佳，是台南市著名观光地标。