南海神庙坐北向南，占地3万平方米，是明代建筑风格。其主体建筑沿中轴线从南到北依次为头门、仪门、礼亭、大殿、昭灵宫共五进，一进高于一进，其他附属建筑均以五进为中心，左右对称，是典型的中国传统庙宇建筑。
头门.庙外有“海不扬波”的石牌坊。过了石牌坊，是建于清代头门的庭院，庭院东、西侧各有一对青石华表，一对石狮子。两边分立着千里眼和顺风耳，大门两边分画有秦琼与尉迟敬德的彩绘像。门上方有“南海神庙”的横匾，两侧附有一副对联。东侧有韩愈碑亭，有韩愈撰写的南海神广利王庙碑，尤为珍贵，它是循州刺