神体.
上社.
上社本宮には本殿が設けられていない。本宮の神体は現在守屋山と一般的に認識されているが、明治時代の始まりまでは諏訪明神こと建御名方神の「御正体」（依り代）とされた諏訪氏出身の大祝（おおほうり）が上社の神体ないし現人神として崇敬されていた。
神体山.
『画詞』に「当社大祝は此れを神体として崇敬異他の重職なり」とある通り、中世には上社の祭祀の対象は大祝であるという認識が根強かった。
磐座.
神が磐座に降臨するという思想は大祝の即位式にも見られる。大祝となる童男が諏訪明神の神体となるためには、柊の木のある鶏冠社（前宮境内）の石の上に立ち大祝の装束を着せられる。この儀式を受けることによって少年が神となるとされた。前宮の本殿（精進屋があった場所）の下にも磐座があると伝わる。
信仰軸変更説.
上社本宮の本来の信仰の対象は上壇の磐座（ここでは硯石に比定）とその背後の山（守屋山）であり、本宮の御柱の位置がそれを反映しているという説がある。この説では、中世以降に上壇に拝殿が作られ神仏混交の影響でその奥にある聖域（神居）に「お鉄塔」と呼ばれる仏塔（以下詳細）が設置されると信仰軸が山から拝殿の奥に変わってしまったとされている。
御射山境内には三輪社が鎮座しており、中世では御射山の地主神（本地仏が虚空蔵菩薩）と三輪明神（大物主神）の習合にまで至った。これについて原は三輪信仰を吸収した近江国の山伏が広めた甲賀三郎伝説の影響で諏訪信仰そのものも三輪信仰の影響を受けた結果、御射山の神を三輪山の神と同体とする思想が生まれたという見解を述べている。なお諏訪氏（神氏）を大神氏の同族集団とする説もあり、大神神社と同様に諏訪大社に本殿がないのはこのためであると考えられている。
神仏習合.
下社.
秋宮の神体はイチイの木、春宮はスギの木とされている。ただし春宮は砥川のほとりに位置しているため、本来は水霊を祀る祭祀場であったと思われる。砥川は八島ヶ原湿原（八島湿原）を水源とするが、ここには下社の旧御射山（もとみさやま）があり、葦や菅が芽吹く頃には水田にも見えるため「神の田」として崇拝の対象であったと考えられる。
一方で秋宮の付近には青塚古墳があることから、元々は金刺氏（下社大祝家）の祖霊祭祀の場であったという見解がある。
神仏習合.