Những hàng cột lim thẳng tắp, đầu đao cong vút, những đòn kê được chạm lộng mềm mại, tinh tế trong 124 gian thờ của 12 công trình từ Tam quan đến tòa Tam bảo, Đền Thánh, Tòa Giá roi… đã khiến bao tao nhân, mặc khách khi đến chùa Keo phải sững sờ như lạc vào một thế giới khác. Dù đã trải qua nhiều lần tu bổ song may mắn thay, công trình văn hóa, kiến trúc đặc biệt này vẫn được gìn giữ gần như nguyên vẹn như thuở ban đầu.
Ngoài quy mô và chất liệu xây dựng, quần thể chùa Keo còn chứa đựng nhiều công trình kiến trúc nghệ thuật độc đáo riêng, không nơi nào có, tiêu biểu như Tam quan nội, Tòa Giá roi, hành lang đông tây, gác chuông... Mỗi công trình nghệ thuật đặc sắc đó lại bao gồm những chi tiết nhỏ, là những kiệt tác nghệ thuật đặc sắc nổi bật về giá trị nghệ thuật cũng như giá trị kiến trúc.
Điển hình như bộ cánh cửa ở Tam quan nội chạm rồng gồm có hai cánh, được đánh giá độc đáo nhất trong cả nước. Khi đóng, bộ cánh cửa trở thành một bức phù điêu hoàn chỉnh hình 4 con rồng chầu nguyệt, rộng 2,47m, cao 2,25 mét, thể hiện tính nghệ thuật cao của điêu khắc Việt Nam thế kỷ XVII (bộ cánh cửa thật hiện đang được lưu giữ tại Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam. Bộ cánh cửa hiện tại ở chùa Keo là bản sao phục chế).
Gác chuông chùa Keo làm theo kiểu chồng diêm cổ các, 3 tầng 12 mái với kết cấu gần 100 đàn đầu voi, làm nên vẻ trầm mặc, thâm nghiêm và uy linh chốn linh thiêng. Đây là công trình nghệ thuật có vẻ đẹp lộng lẫy, là viên ngọc quý trong gia tài kiến trúc Việt Nam.
Toà Giá roi chỉ riêng có ở Chùa Keo (theo các nghiên cứu, chưa thấy chùa nào khác có Toà Giá roi); những con sơn nội sơn ngoại cũng đặc biệt, được chạm trổ đa dạng, phong phú các con vật linh, không chỉ có tác dụng đỡ đầu bẩy hay xà mà còn là yếu tố thẩm mỹ ấn tượng... Thậm chí, 42 con sơn do 42 người thợ làm theo nhiều phong cách khác nhau đến giờ vẫn còn nguyên 42 con. Chùa vẫn lưu giữ Nhang án cung tiến từ năm 1632, được đánh giá là một trong những Nhang án cổ xưa nhất Việt Nam hiện còn...
Theo ông Bùi Văn Thương, Trưởng Ban Quản lý di tích này thì Toà Giá roi chỉ riêng có ở Chùa Keo - Thái Bình mới có; 42 con sơn ở đây không chỉ có tác dụng như đỡ đầu bảy mà mỗi con sơn là một tác phẩm mỹ nghệ tinh xảo, thể hiện sự lành nghề của đội ngũ thợ thủ công lành nghề thời ấy.
Đặc biệt, gác chuông Chùa Keo làm theo kiểu chồng diêm cổ các, 3 tầng 12 mái với kết cấu gần 100 đàn đầu voi, làm nên vẻ trầm mặc, thâm nghiêm và uy linh chốn linh thiêng. Tháng 12-2007, tháp chuông Chùa Keo được Kỷ lục Guinness VN xác lập là tháp chuông bằng gỗ cao nhất Việt Nam.
Năm 2004, chùa Keo được Nhà nước hỗ trợ 19 tỉ đồng. Số tiền này cùng với công đức thập phương cũng chỉ đủ để sửa chữa khu vực trong chùa và nội thất. Hiện nay, hàng năm chùa Keo thu khoảng trên 2 tỉ đồng công đức của khách thập phương. Các khoản thu, chi này luôn được công khai minh bạch, do vậy, mỗi năm một ít, chùa Keo đang dần hoàn thiện các công trình phụ trợ bằng nguồn xã hội hóa.
Theo sử sách, ngôi chùa có tên chữ là Thần Quang Tự này thờ Không Lộ Thiền Sư, được xây dựng từ năm 1061, thời Lý thế kỉ 11 phía ngoài đê sông Hồng. Năm 1611, qua trận lũ lớn, chùa bị cuốn trôi và được xây dựng lại vào năm 1632 sau 19 năm chuẩn bị, 28 tháng thi công.
Đến nay, qua gần 400 năm tồn tại, chùa Keo - Thái Bình đã trải qua nhiều lần trùng tu, tu bổ, tôn tạo nhưng vẫn giữ được bản sắc kiến trúc độc đáo từ thời Lê Trung Hưng thế kỷ 17.
Nét độc đáo của Chùa Keo là kiến trúc nội công, được xây dựng hoàn toàn bằng gỗ Lim, song điều đặc biệt hơn cả là hơn 100 gian chùa đều được dựng và kết nối với nhau bằng hệ thống các mộng, kèo vô cùng chuẩn xác và chắc chắn mà không hề xuất hiện bóng dáng của bất cứ một chiếc đinh nào.
Không phải ngẫu nhiên mà kiến trúc sư Hoàng Đạo Kính từng nhìn nhận công tác trùng tu Chùa Keo là chuẩn mực, đạt tiêu chí "kích thước vàng".