轩辕殿位于广场北端在总高6米的三层石台上。功能性设施都建在隐蔽处，环境得以净化。殿院周围绿化工程独具匠心，用四季常青的成林侧柏为背景配以玉兰、丁香、连翘、迎春，强调春季景观，突出了清明时节桥山峨峨，沮水泱泱，翠柏参天。殿区融入桥山山林之中，庄严神圣，殿区内不设其他楼阁廊榭，而是凭借山川地貌与植被构成的大环境，体现出“大象无形”的境界。大殿檐下正中悬挂着著名书法家黄苗子先生书写的隶体“轩辕殿”匾额。目前全国最雄伟、壮观的仿汉花岗岩建筑，建筑面积1700平方米，由36 根圆形石柱（高3.8 米）围合成40米X40米的才方形空间，柱间无墙，上履巨型覆斗屋顶，体现了“黄帝明堂”风貌。屋顶中央有直径14 米的圆形天光。蓝天、白云、阳光直接映入殿内，整个空间显得恢宏神圣而通透明朗，殿内地面采用青、红、白、黑、黄五色花岗石铺砌，隐喻传统约“五色土”，以象征黄帝恩泽祖国大地。整个轩辕殿形象地反映出“天圆地方”的理念。黄帝石刻像伫立在殿内上方。

轩辕黄帝石画像整体结构由底座、轩辕黄帝石画像、碑文、碑顶等部分组成，全部采用福建花岗岩石材，通高7.6米，总重220 吨，像高3.9 米，宽3.3米，重12 吨。（西安建筑科技大学艺术学院教授蒋逸公、蔺胞钢设计）

整个祭祀大院（殿）工程，既有中华民族优秀传统古建风格，又有现代建筑技术和国内先进的闭路电视监控、红外线报警、扩声背景音乐、泛光照明等现代自动化监控系统。气势宏伟、庄严、古朴、肃穆，是炎黄子孙祭祖的“圣殿”。