Kirken ble i 1899 oppmålt av arkitektene Johan Meyer og Fredrik Pettersen som påpekte den særegne konstruksjonen som skiller seg fra andre stavkirker. Til forskjell fra andre stavkirker har ikke Røldal stavkirke en høy tørrmur som fundament for veggsvillene, disse ligger på steiner i flukt med bakken. Etterhvert som terrenget på kirkegården ble hevet har råtnende gress og fuktig jord kommet i kontakt med svillene som har råtnet (svillene ble skiftet blant annet i 1663 og 1672). Konstruksjonen er uten grunnstokker.