本殿為整個南瑤宮建築群組中，最具特色之處，其建築格局、作工、造型，皆深受外來影響，特別是日本和式及希臘巴洛克式的影響，故與傳統台灣寺廟建築手法有頗多差異之處。
1.配置平面格局：
一般廟宇，以中央正殿規模最大，但本殿長13.7公尺，寬16062公尺，四周有廊，其格局較正殿為大，極其特殊。據考證，本殿原先建造即為正殿，但因信徒排斥這種非台灣傳統寺廟建築式樣，致香火日衰，乃於其前方另建今之正殿，而將本殿改奉觀音。
2.立面造型：
本殿外觀大致為重簷歇山式樣，建築高度較一般類似規模的建築為高，形式深日式影響，例如正面的三個老虎窗，下簷的欄杆立面、平直屋脊、黑色日式屋面等，與台灣傳統閩南粵式原廟建築有別。
3.裝修：
亦受外來極大影響，屋脊泥塑與傳統剪黏不同。中脊楹沒有傳統之彩繪，其餘木作部分之雕刻圖案皆為單一的「菊花」，而非傳統華麗的花草人物。
4.材料與作法：
基本上乃採木構造建築，但大部分構材是使用檜木，正門外三側外墻皆為日式規格之清水磚墻，而非傳統建築常用的斗子牆或白灰粉刷；另外周圍立柱面材採洗石子，黑屋瓦，單一屋坡等，皆充分顯示是日式建築影響下的產物。
中、西、和混合 獨具一格
本殿屋頂下簷加簷牆欄杆，乃西洋壓簷牆的作法。迴廊上的柱頭乃承襲希臘多立克(Doric)式的造型，顯然本殿建築亦深受西方建築思潮的影響。
觀音殿內銅板製之天花、十八羅漢洋式框架壁飾及日本外格的神龕，皆多姿多彩，充滿了異國風味，為其它寺廟所無，這種中(閩粵)、西(洋)、和(日)合璧式建築流行於1920年代前後，實本宮最具特色之處，其在建築史上亦有其特殊意義；本殿融合了中、西、和三種文化的混合體，為當時的文化現象留下見證，使本宮在建築上擁有不可替代的地位。
觀音殿前，緊靠正殿後牆有一六邊形龜甲造型之小水池，原有一尊由著名匠師蔣馨雕琢的李鐵拐石像，造型生動，乃難得之佳作，可惜數年前被盜，如今不知流落何方，現以一仿照原作之石像替代。古蹟文物理應由全民共享，此種盜藏謀利的自私心態，實人神所共棄。
