据庙内元元统二年（1334）重修碑记载，该庙创建于隋代，北宋初重建圣母殿，建中靖国元年（1101）重修。明崇祯五年（1632）进行了建庙以来规模大的一次维修。清代乃至民国年间亦多次修缮。
庙座北向南，为一进院。南北较短，东西较宽。前有山门戏楼，中为献亭，北为圣母殿。两则配以耳殿。
东西院现存李靖王殿、三宫殿、阎君殿、十帅殿、关公殿、子孙殿及梳妆楼等建筑。殿宇错落有致，殿顶形制各异。庙南、北、西三面悬壁劈立，沟壑纵横，东面与场院相连。山门戏楼之前为一条形平台，台下为青石拱券的三孔石窑，南向排列，67级青石踏跺呈45°斜面垒砌而上，可直达山门。山门门洞为青砖拱券而成，门上出抱厦形悬檐，筒板瓦装修。既是装饰构件，又有遮雨避日之功效。山门门道从戏楼底层明间开通，底层两次间为封闭式隔间。戏楼面阔三间，进深四架椽，单檐歇山顶。圆柱方额，斗拱华丽，始建于北宋建中靖国年间。拜亭位居圣母殿与舞楼之间。高台筑亭，四周青石垒砌，东西南三面出台明，设踏跺。亭面阔三间，进深五间，庑殿顶建筑。亭内彻上露明造，梁架装修等全部构件均为裸露。石柱圆梁，为原始材料砍制后而使用，尚保留元代建筑风格。亭顶灰脊灰兽，筒板布瓦装修。
这种庑殿顶的建筑。圣母殿居拜亭之后，高台筑殿，广深各三间，平面近方形，单檐九脊顶。柱础覆盆式，莲瓣雕刻较大，檐柱侧角升起较为明显，梁架斗拱用材硕大，批竹式真昂承托梁架负荷，五抹头麻叶形隔扇，破直棱窗装修，显得十分古朴雄浑。殿顶满覆琉璃脊兽，筒板布瓦、琉璃剪边，举折平缓。出檐深远，四翼而飞。虽经元、明、清历代重修，仍不失宋代建筑风格。东院梳妆楼，坐东向西，广、深各三间，二层四檐支出平座，木制栏杆围栏，四面隔扇门窗装修，明间辟门，次间破直棱窗，雕梁画栋，玲珑剔透。重檐歇山式屋顶，华丽挺拔，引人注目，是明代楼阁式建筑。其余殿宇多为三间面宽，悬山式形制，属元明清时期的遗物。
庙内现存宋、元、明、清及民国年间重修碑20余通，大多竖立于拜亭之内。碑文内容大都记载了创修、增建及重修庙堂的历史沿革和主要事宜。值得引起重视的是：宋、元、明、清四朝建筑集于一庙，国内现存的古代建筑中为数不多，实属珍贵。二是北宋建中靖国元年（1101）重修碑中记载，在宋代重修圣母殿的同时就创建了舞楼。这说明在宋代戏剧艺术和舞蹈艺术就已经发展到了一定的程度，并且与宗教文化的发展结合在一起，互为依存，共同发展。记载戏剧舞台的碑刻，在我省及国内极为少见。目前所知除沁县城内关帝庙宋代建起戏台的记载外，就数平顺九天圣母庙了。三是献亭作庑殿顶形制的也尚属少见，这是超规模的设计与安排。九天圣母庙，作为山西省重点文物保护单位之一，具有重要的保护与研究价值。
