Chùa Song Tử Tây được xây dựng theo lối kiến trúc cổ truyền với kết cấu một gian, hai chái, mái cong vút. Chùa có ba miếu, phủ và bàn thờ các anh hùng, liệt sĩ.
Sư thầy tụng kinh trong chánh điện chùa Song Tử Tây. “Ngôi chùa là nơi lui tới thường xuyên của quân và dân sinh sống, làm việc trên đảo, ngoài ra, ngư dân khi vào âu thuyền cũng thường ghé vào thắp hương cầu nguyện”, thầy chủ chùa cho biết.