北岳庙原名北岳安天元圣帝庙，俗称窦王殿，是为祭祀北岳恒山之神而建。
从北魏宣武帝年间到清朝顺治十七年，这里一直是历代帝王遥祭古北岳恒山（大茂山）的场所。北岳庙始建于北魏宣武帝景明、正始年间（500年—508年），唐朝贞观年间（627年-649年）重建。唐朝开元二十三年（735年）扩建。北宋淳化元年（990年）契丹入侵，庙宇遭纵火焚毁，次年，宋太宗下诏重修。元朝初年，辟为道教活动场所，明朝嘉靖年间规模达到顶峰，清北岳改祀后曲阳北岳庙逐渐衰落。
北岳恒山从西汉到金元明初历代史书都明确记载恒山在曲阳县西北，主峰大茂山，又名神仙山（在今河北省阜平县东北缘、唐县西北缘）。明末改封浑源玄武山为恒山。
北岳为五岳之一，五岳为中国五大名山的总称。据史学家考证，五岳制度始于汉武帝，汉宣帝确定以今河南的嵩山为中岳，山东的泰山为东岳，陕西的华山为西岳，安徽的天柱山为南岳，河北的恒山为北岳。其后又改今湖南的衡山为南岳，隋以后遂成定制。清朝顺治十七年（1660年）改祀北岳于山西浑源。
御香亭，又称敬一亭，为明嘉靖年间的重檐三滴水八角攒尖顶纯木构建筑，平面八角形，三层檐，布瓦顶，花琉璃脊，内外檐柱各八根，四面设券门，台基高1.5米，中华人民共和国成立后重修。御香亭是皇帝举行祭祀大典之前更衣的地方，所以也叫更衣亭。这个亭子中间原来有一座用石头做的香炉。每当皇帝祭祀那天，有人便早早点燃炉内撒满的松枝、檀香等，使其香烟燎绕。皇帝沐浴更衣后，带领文武官员前来跪拜，并且亲自点燃三柱清香，以谢神恩。
凌霄门，北岳庙第三道门，始建于明嘉靖年间，1987年重修，单檐硬山顶，面阔三间，进深二间，门前设有八字照壁墙。
三山门，北岳庙第四道门，始建于明嘉靖年间，原为三连门，后改建。1986年重修。单檐悬山顶，面阔五间，进深三间。
德宁之殿，为北岳庙内主体建筑，通高25米，面阔9间，进深6间，其名取自“以德治国、天下安宁”之意。大殿始建于北魏时期，宋初被契丹人所焚，宋淳化二年重修。元代初年，世祖特旨修北岳庙，至元七年（公元1270年）完工。平面布局符合宋《营造法式》所规定的形制，斗拱及柱额等在用材比例、做法等方面都是按照元代官式建筑规格，规矩、讲究，并保留了很多早期建筑细部处理手法，是我国现存元代最大的木结构建筑，也是五岳祭祀建筑中规格最高的古建筑。
大殿建在石砌的台基之上，殿内柱子梁架为中柱式；殿檐斗拱为一朵、二朵式。殿前有月台，四周有石栏板望柱，柱头装饰有石雕狮像，共计99只。外带回廊环绕，重檐九脊庑殿式结构，琉璃瓦脊，青瓦铺顶，宫殿式双檐高啄的建筑外观。殿台四角饰有四螭首。地面均以方砖、条砖墁地。殿内天花板、阑额、普柏枋等处的彩绘都有太极图。
殿内正在整修，从帘布缝隙看看众神。
北岳庙最为壮观的是德宁之殿内的壁画，北岳庙德宁之殿东、西两壁有唐代画圣吴道子所绘巨幅彩色壁画《天宫图》，背山墙绘有《北岳恒山神山巡图》。东、西两壁壁画各高6.52米，长17.55米，北山墙壁画高7.66米，长25.43米，壁画总面积为423.65米。
东壁壁画为《云行雨施》，画的是天宫中众天神正在兴师动众、兴云布雨，普降甘霖的具体情节和人物形象。西壁壁画为《万国咸宁》，画的是众天神胜利完成兴云布雨任务后偃旗息鼓、得胜回宫的情景。西壁的飞天神（曲阳鬼）肌肉粗健、相貌狰狞、横枪倒戈、腾空飞奔，为全幅壁画的精华所在。
壁画取自道教题材，描绘天地、五岳、四渎之神会聚北岳恒山的故事，人物众多，无一雷同，个个形神兼备，栩栩如生。壁画为铁线描法，画面中上百人物着色浓淡相宜，轻重得当，加上沥粉、贴金的技法，天然矿石色料的应用，使壁画虽历经沧桑仍光彩照人，不失原来的面目。纵观整个画面，似有风行、雷动、雨施之感，如临其境，似画中人，人中画，“吴带当风”之神韵跃然画面之上。
相传曲阳北岳庙壁画人物与赵县柏林寺壁画上的水皆是唐代大画家吴道子所绘，所以有“曲阳鬼，赵州水”的传说。曲阳的“飞天神”和当年赵州（赵县）柏林寺大殿壁画上的“水”均为唐代吴道子所画，故有是说。
北岳庙内保存有碑碣、经幢等200余通（件），自南北朝、北魏、北齐、唐、五代、宋、金、元、明、清和民国各代俱全，跨越1500余年。碑刻内容大多是历代重修北岳庙的记载和祭祀北岳之神的祭文，也有的是用诗词、歌、赋记的观后感。从书体来看，真、草、隶、篆、行各体俱备，见证着汉字演变的进程，是一座书法艺术的宝库，也是河北省最大的碑群之-。
修德寺塔位于北岳庙西南200米处的修德寺遗址内，根据塔内地宫石函铭文，塔为舍利塔，始建于隋仁寿元年（601年）。今存塔体建于北宋天禧三年（1019年）。塔北原有修德寺，创建于北宋元祐年间（1086～1093年），庙宇已毁，唯塔尚存。
修德寺塔是一座下为花塔，上为楼阁式相结合的砖塔，是花塔中的特例，保存较为完整，是研究同时期寺塔建筑的宝贵实例。修德寺塔形制为平面八角形，通高32米。首层塔身正面辟门，内有塔心室；二层为实心花束状塔身，高10.2米，三至五层均为叠涩砖出檐、收分，以灰筒板瓦作顶，刹座为砖砌蕉叶。
