Chùa Thiên Trù toạ lạc trên thềm núi Lão, được xây dựng từ đời Vua Lê Thánh Tông (1460 – 1497). Chùa Thiên Trù được xây dựng trên một mảnh đất hình chữ nhật chạy dài suốt từ sân dốc cho tới bức tường ngăn giữa khoảng đất bằng phẳng và núi sau chùa. Kiểu kiến trúc của Thiên Trù có tên là “Ngũ môn tam cấp” - tức năm cửa ba bậc. Qua cổng là đến sân. Hai bên sân là hai dãy nhà tranh làm nơi ăn nghỉ cho du khách trong ngày hội. Qua sân là đến bảo thềm thứ nhất – đây cũng là một cái sân. Trước bảo thềm này có đặt một đỉnh đồng cao 3 m dùng để khói nhang. Qua sân bảo thềm thứ nhất là đến bảo thềm thứ hai – là một cái sân cao hơn. Hai bên sân bảo thềm thứ hai là những gian nhà cầu cho khách ngủ trọ. Tiến đến sân bảo thềm thứ ba cao hơn một chút, qua hai cửa tam quan nối vào Tam Bảo chính là nơi thờ Phật. Hai bên Tam Quan là gác trống bên trái và gác chuông bên phải. Hai bên Tam Bảo là hai bể nước, các buồng sư, buồng cung văn, nhà dấu, nhà oản,... Phía sau Tam Bảo là điện Thánh Mẫu bên trái, gác tàng thư, nhà Tổ ở giữa và Thiên Thuỷ tháp bên phải.
Với kiến trúc độc đáo, chùa Thiên Trù là trung tâm của thắng cảnh Hương Sơn.
