後大廟與承德的普寧寺是乾隆時期分別在兩地同時建造的同一形制的漢藏混合式佛寺，佛寺以西藏地區一座著名的喇嘛寺院桑鳶寺作為規劃設計的藍本，坐南朝北。巍峨的殿宇在萬壽山的北坡略呈丁字形的平面，沿山坡的縱深自北向南逐層台地迭起，形成一條長達200米的後山中軸線。19座古剎、碉房，尖塔平台，紅基白壁，色彩絢麗，錯落有致。這組融合了漢、藏民族風格的特殊建築在乾隆時期被統稱為後大廟，由南北兩部分組成。北半部為漢式，進深115米，東西寬20米。它的殿堂布局按照中國七堂伽蘭的傳統規制，建築始建時受地形的限制而省去山門、鐘鼓樓和天王殿，僅有正殿和東、西配殿。南半部建築的藏式部分，南北全長85米，東西寬130米。整組建築的布置以香岩宗印之閣為中心，周圍環列著許多藏式碉房建築物和喇嘛塔，分別在若干層的台地上隨坡式而交錯布置，具有濃厚的藏族色彩。1860年，後大廟全部木構建築毀於英法聯軍大火。光緒時，沒有全部恢復這組建築，僅將原為方形三重檐廡殿頂的2層佛樓香岩宗印之閣改建成單層的佛殿，內供奉從前山大報恩延壽寺移來的三世佛和十八羅漢，將位於長方形碉房式平台上的單檐廡殿頂南瞻部洲改建成山門殿，內塑哼哈二將。
