Đến thăm chùa Bối Khê, du khách sẽ ngỡ ngàng với kiến trúc độc đáo. Trước chùa là khoảng đất trống với cây đa cổ thụ. Qua cổng ngũ môn và cầu là tới tam quan gồm 3 gian bằng gỗ theo kiểu hai tầng tám mái. Phía trên tam quan là gác chuông. Hạng mục này được xây dựng vào năm 1603 thời Lê trung hưng mới được tu bổ năm 2006. Kiến trúc chính của chùa Bối Khê được bố cục theo kiểu ''tiền Phật, hậu Thánh''. Tòa tiền đường và tiền bái là nơi thờ phật, có hệ thống cột bằng đá xanh chạm nhiều đôi câu đối ca ngợi cảnh chùa. Bên trái tiền đường có một am nhỏ thờ bà công chúa thời Mạc đã có công tu sửa chùa. Tiếp đó, tòa thiệu hương và thượng điện thờ thánh. Nhìn tổng thể, ngôi chùa có hình ''nội công ngoại quốc'' với hai dãy hành lang hai bên được xây dựng song song, mỗi bên có bảy gian là nơi thờ 18 vị La Hán.
Hệ thống tượng Phật ở chùa Bối Khê khá phong phú và được bài trí, thờ phụng theo phái đại thừa. Ở đây có tượng Quan âm nghìn tay nghìn mắt đặt ở vị trí trang trọng nhất trên bệ đá khối hộp đồ sộ thời Trần, được tạo tác vào thế kỷ XVI. Thượng điện của chùa là tòa nhà một gian hai chái cao 5,5m với bốn đầu đao trông như một bông sen hé nở. Hiên của thượng điện có những tấm ván nong đỡ mái, được trang trí rồng khắc mào lửa há miệng đỡ các đấu vuông, hoành. Đó là những họa tiết, hoa văn thời Trần. Cạnh tòa nhà có cây hoa sen cạn nở hoa trắng thơm ngát vào mùa Hè khiến bạn liên tưởng tới câu ca dao: ''Lên chùa bẻ một cành sen/Ăn cơm bằng đèn, đi cấy sáng trăng''.
Đáng chú ý, chùa Bối Khê còn nhiều hiện vật quý giá như: 10 tấm bia, trong đó bia cổ là ''Bối động thánh tích bi ký'' có từ năm Thái Hòa thứ 11 được khắc lại năm Thành Thái thứ 7 (1895) kể lại sự tích đức Thánh Bối với nhiều tình tiết ly kỳ. Tiếp theo là bia ''Đại bi tự'' dựng năm Hồng Thuận thứ 7 (1515) ngoài việc nói thêm về đức Thánh Bối còn cho biết việc tu sửa chùa ở đầu thế kỷ XVI. Hiện vật đá đặc biệt quý hiếm là chiếc bệ hoa sen khối hộp, các góc chạm chim thần, trên chạm đài sen, dưới chạm sập thờ, mặt trước có chạm rồng và nhiều loài thú, do vị đạo sỹ ở Quốc Oai cúng tiến. Với những giá trị lịch sử, văn hóa, kiến trúc đồ sộ ấy, chùa Bối Khê đã được công nhận là di tích kiến trúc nghệ thuật cấp quốc gia đặc biệt từ năm 1979.
