碧霞祠最早建于宋真宗大中祥符元年(公元1008年)，始称“昭真祠”，金代称“昭真观”，明代改名“灵佑宫”，清乾隆三十五年(公元1770年)重修，改今名。

祠分前后两院，正殿5间，在北院，面阔24.7米，进深15.1米，通高13.7米，四柱七架梁，重梁起架，十一檩前后廊式，九脊歇山顶，四角施角柱，檐柱施斗拱，柱头科，单抄双下昂六踩，斗拱上承挑尖梁头，平身科，正间、次间、梢间分别为6、5、4个。斗拱上承托蚂蚱头，角科单翘重昂七踩，转角斗拱上承托宝瓶，歇山檐下及后檐下亦施斗拱，形状与前面相同。屋面瓦垄360条，象征周天之数，为防高山大风，明时盖瓦均为铁铸，清初易为铜瓦。大脊上饰双凤缠枝花纹，戗脊有六走兽和一个仙人，檐上瓦钉处饰立体走龙，均为铜铸。殿内槽柱上施四柁隔架斗拱，柱上施井字形天花板，正间内间和两次间均设石雕仰复莲纹须弥座神台，供奉碧霞元君神象。大殿建筑雄伟华丽，是泰山仅次于岱庙天贶殿的第二大建筑。

纵观碧霞祠整个建筑群，由于地形限制，南北长70米，东西宽仅36米，总面积不过2500余平方米，但它设计精到，选址巧妙，全然不显局促。碧霞祠位于天街东端地势徒然抬起之处，前院设有东、西、南3座高大的神门。游人一般自天街东来，由西神门进祠，而西神门下是峭拔如十八盘的百余级连续的台阶，由此进得祠来，忽见楼台严整，气氛肃穆，同天街风情迥然不同，人们首先感到了碧霞祠的赫赫气势。东神门与西神门相通，通往玉皇顶的盘道就在前院之中，且往南又开有南神门，人在此视野并未被封闭，因此小的空间便产生了大的空间的感觉。北面，碧霞祠山门高高屹立，不进山门仍不知祠内复有何物，使人更生神秘之感，犹觉此祠非同小可。及至进到北院，大殿之前有九脊重檐、黄琉璃盖瓦的香亭居中，亭两侧又有铜铸“金碑”，亭前又有千斤鼎、万岁楼，令人目不暇接，愈加感到了这里的不同寻常。而如果不如此布置，假若祠内空无一物，一览无余，区区300余平方米的天井，又怎能有此等韵味与效果呢?

泰山碧霞祠建筑群以其高超的建筑艺术受到了建筑学界的高度称赞，被认为是我国古代高山建筑的典范，是同类建筑中独具一格的神品。

碧霞祠院内的东、西两个碑亭中分别有乾隆皇帝于乾隆六年(公元1774年)与乾隆二十二年(公元1757年)来泰山时所立的御碑。其中东碑亭中为“重修泰山神庙碑”，铭文为乾隆亲制，形制雄伟，惜铭文下部被游人磨毁，已不可读，惟碑阴两首乾隆御笔诗仍保存完好，诗为：

登泰山恭依皇祖诗韵二首

其一

丹梯纡陟穿云脚，翠观平临待日头。

地迥顿教尘虑净，瞰空惟觉幻身浮。

果然万古宗天下，讵独千秋镇兖州。

大慰平生敬仰志，可无警句半岩留。

大意是：

登山盘道盘桓着穿过云旁，在玉皇庙向东方平视等待出日头。

极顶之高顿让世间的烦恼尽消，远望高空只觉在虚幻中漂浮。

泰山果然千万年来尊崇于天下，又岂仅仅只是镇山属于兖州。

登上泰山大慰我平生所愿，怎可没有警策之句在岩石上永留。

其二

天齐才让天居上，进步竿寻百尺头。

众皱峰如能变化，太空云舆作沉浮。

岂缘乘兴凌千仞，敬识凭高御九州。

继述何能蘉敢不，乾坤亭里久延留。

大意是：

泰山有意让天居于自己之上，为的是还有余地再进百尺竿头。

主峰周围起伏的群山如能变化，就会像天上云一样上下沉浮。

我非乘一时之兴登上顶峰，而是为了记载我做皇帝治理九州。

继承前代帝王的教诲，我在康熙帝题额的乾坤亭里久久停留。

西碑亭内的碑上也刻着乾隆的两首诗，这两首诗也用着他爷爷康熙皇帝玄烨登泰山时所作诗的韵脚。乾隆确是玩文字高手，无论诗好不好，形式是上把七律写得十分工整了。这种“头、浮、州、留……”的韵脚在古韵谱里应属于“险韵”，很不容易写的。而乾隆却一发而不可收，除了这里，岱庙里还有，山上山下，似乎不下十多首，若不是他才气大，或者有秉笔太监帮忙，那真难为他了。这两首诗是乾隆南巡回京路过泰安驻跸灵岩时所作：

登泰山恭依皇祖诗韵二首

其一

春月南巡程限迫，题诗兴寄碧峰头。

设如亮度皆空过，终觉一心太率浮。

谒圣才辞曲阜县，登山遂至泰安州。

乾坤普照天襟廓，景仰奎章万古留。

大意是：

今春南巡的时间很紧张，只是乘兴题诗寄往泰山头。

如果两次路过泰山而不登，心中总会觉得有些轻浮。

刚拜谒了孔夫子离开曲阜县，登灵岩山又到泰安州。

神佛的胸襟广阔光耀大地，仰慕皇祖笔迹万古传留。

其二

瞬息十春岩电影，年来忧乐忆从头。