Địa thế chùa được dựng mang vóc dáng một đóa sen khổng lồ, trong đó mỗi phiến đá là một cánh sen nở, chùa Đồng tọa lạc giữa đài sen. Địa thế nghiêng sang hai bên, phía Đông triền đá dốc nghiêng, phía Tây dốc đứng thành vực thẳm, lối đi chỉ vừa một bàn chân chênh vênh. Chùa quay về hướng Tây Nam, có bình đồ kiến trúc hình chữ “nhất”, một gian hai chái, cũng mang dáng như một bông sen nở. Chùa được chế tác hoàn toàn bằng đồng, diện tích gần 20m2, chiều cao từ nền đến nóc là 3,35m. Các họa tiết hoa văn trang trí mang phong cách thời Trần.

Toàn bộ công trình gồm Chùa, tượng Phật, chuông nặng hơn 70 tấn, được đúc bằng đồng nguyên chất nhập từ Australia, với khoảng hơn 4.000 cấu kiện, cấu kiện nặng nhất có trọng lượng 1,4 tấn, được lắp đặt trực tiếp trên đỉnh núi. Trong đó, mỗi viên ngói nặng khoảng 4kg, 4 cột chùa mỗi cột nặng 1 tấn. Quả chuông và khánh đồng nặng trên 250kg. Do vị trí cheo leo, đỉnh núi quanh năm mây mờ che phủ nên chùa được thiết kế đặc biệt với những phương pháp tối ưu nhất để chống chịu với thời tiết khắc nghiệt. Các hạng mục công trình khác như bậc đá lên xuống, lan can, sân hành lễ, lầu hóa vàng, nhà ghi công đức cũng đang được tôn tạo, mở rộng.

Tương truyền rằng đỉnh Yên Sơn (nơi đặt chùa Đồng) trước kia được gọi là “núi thiêng” – nơi có thể cầu mưa, hô phong hoán vũ. Tại điểm đặt chùa Đồng ngày nay, xưa là một ngôi chùa bằng Đồng có quy mô nhỏ. Ngày 03/6/2006, chùa Đồng được tạo dựng lại và được đúc bằng đồng nguyên chất, cũng nằm ở vị trí của chùa Đồng cũ. Chùa Đồng (Yên Tử) mới lạc thành ngày 30/01/2007, đúng vào mùa trẩy hội Yên Tử hàng năm, và được Tổ chức Kỷ lục Việt Nam (VietKings) ghi nhận là Ngôi chùa đồng lớn nhất và nằm ở độ cao nhất cả nước. Năm 2012, Tổ chức Kỷ lục Châu Á tiếp tục xác lập là Ngôi chùa trên đỉnh núi bằng đồng lớn nhất châu Á. Đây cũng là ngôi chùa được xếp vào hàng độc đáo nhất trên thế giới, được ví như một “kỳ quan mới” tại khu danh thắng Yên Tử.

Để có được điều đó, những người thợ dựng Chùa Đồng – Yên Tử đã ròng rã trải qua những công đoạn vất vả chưa từng có trong lịch sử xây dựng.

Sư trụ trì chùa, Thượng tọa Thích Thanh Quyết cho hay, chùa Đồng – Yên Tử từng là nơi tu hành của vua Trần Nhân Tông, con trưởng của vua Trần Thánh Tông (1258-1308). Chùa xưa vốn được khởi dựng vào thời hậu Lê, do một bà phi của chúa Trịnh phát tâm công đức, làm bằng khung sắt, mái đồng, quy mô nhỏ như một khám thờ; ngoài ra tượng Phật, chuông, khánh bên trong đều được làm bằng đồng. Vào thời Lê – Trịnh, một nội nhân họ Trịnh dựng lại chùa mái lợp bằng đồng. Chùa xưa không còn, dấu tích còn lại là những lỗ chân cột đục sâu vào nền đá. Đây là ngôi chùa Đồng thứ tư được xây dựng trên đỉnh núi Yên Tử. Ngôi chùa Đồng đầu tiên được xây dựng từ thời Vua Cảnh Hưng (hậu Lê, năm 1780). Ngôi chùa Đồng đầu tiên này bị thiên nhiên làm hư hại, sau đó bị kẻ gian lấy cắp.

Hệ thống tượng Phật trong chùa gồm 1 pho tượng Phật Thích Ca và 3 pho tượng Tam Tổ Trúc Lâm. Tượng có kích thước cao trung bình từ 0,45-0,87m tọa trên đài sen, trong đó 3 pho tượng Tổ được tạo tác lớn hơn. Tượng Thích Ca trong trang phục áo cà sa, tọa thiền với tư thế kiết già (thế liên hoa tọa). Tượng Đệ nhất Tổ (Trần Nhân Tông) mặc áo cà sa, tay úp lên hai đùi, tư thế ngồi “kiết già kiểu cát tường” hay còn gọi là “cát tường tọa” mắt nhìn xuống soi rọi nội tâm. Tượng Đệ nhị Tổ (Pháp Loa) và Đệ tam Tổ (Huyền Quang) mặc áo cà sa, tư thế ngồi kiết già không lộ bàn chân, tay kết “định ấn”. Toàn bộ 3 pho tượng Tổ ngự trên đài sen đặt trên bệ, trang trí hoa văn hình sen, cúc, thị, lá lật, hoa văn sóng nước.

Xưa kia, đường lên núi Yên Tử, lên đỉnh Phù Vân huyền thoại, chỉ có một cách duy nhất là theo đường đi bộ, len lỏi theo lối mòn vượt qua bạt ngàn cây cỏ, dưới tán rừng trúc, rừng thông. Còn bây giờ, du khách có thêm một sự lựa chọn: theo đường cáp treo hiện đại vượt quãng đường trên 1km để có thể ngắm cảnh núi rừng Yên Tử từ trên cao, sau đó lại tiếp tục đi bộ đến thăm các điểm khác trong khu vực thắng cảnh.

Hàng năm, lễ hội ở chùa Đồng và Yên Tử nói chung diễn ra vào ngày mùng 10 tháng Giêng (Âm lịch) và 3 ngày đầu năm. Ngoài ra, vào những ngày sóc, vọng hay lễ Vu Lan, Phật đản, nhiều Phật tử cả nước cũng về đây hành hương lên chốn Trúc Lâm Yên Tử linh thiêng để tỏ lòng thành kính với Đức Phật từ bi.