Từ xa nhìn lại [[tam quan]] của chùa Kim Liên toát lên một vẻ đẹp thầm kín và kiêu hãnh với kiến trúc gỗ độc đáo: một hàng bốn cột gỗ tròn, bên trên có hệ con sơn đua rộng ra phía tầng dưới, thu hẹp dần ở tầng tên đỡ bộ vì mái với những tàu đao vút cong. Đôi cột cái ở giữa to cao nâng dải mái vươn lên tạo thành cổng lớn, cao rộng hơn hai cổng hai bên. Kiến trúc tam quan của chùa còn có những bức chạm nổi trên mặt gỗ với hình rồng, hình hoa lá tinh xảo, uyển chuyển.
Phong cách kiến trúc của chùa Kim Liên, có lẽ do ảnh hưởng từ nguồn cội là một vị trí cung điện và thờ một tôn thất nhà Lý, nên đượm dáng vẻ cung đình. Bố cục của chùa bao gồm một trục đối xứng từ tam quan đến [[nhà Tổ]]. Từ tam quan đi vào một khoảng sân dẫn vào ba nếp chùa xếp song song theo hình chữ "tam" (三), thứ tự từ chùa Hạ, chùa Trung quay mặt về hướng Tây đến chùa Thượng quay mặt về phía Đông. Ba lớp chùa được liên kết với nhau bằng tường gạch để trần có trổ cửa sổ tròn lồng chữ [[nhà Phật]].
Mái chùa Kim Liên lợp ngói với cấu trúc hai tầng theo kiểu chồng diêm. Mỗi nếp 8 mái, có tám tàu đao hình rồng uốn cong. Chân cột kê trên đá tảng chạm hình hoa sen cách điệu.
