殿内顶部作平棋天花，铸浅雕流云纹样，线条柔和流畅。地面以紫色石纹墁地，洗磨光洁。屋顶采用“推山”做法为特点。殿内于后壁屏风前设神坛，塑真武大帝坐像，左侍金童捧册，右侍玉女端宝，水火二将，执旗捧剑拱卫两厢。坛下玄武一尊，为金婉合体。坛前设香案，置供器。神坛上方高悬鎏金匠额，上铸清圣祖爱新觉罗·玄烨手迹“金光妙相”四字。殿外檐际，悬盘龙斗边鎏金牌额，上竖铸“金殿”二字。殿体各部分件采用失蜡法铸造，遍体鎏金，无论瓦作、木作构件，结构严谨，合缝精密，虽经六百多年的严寒酷暑，至今仍辉煌如初，显示中国铸造工业发展的高度水平。
金殿四周，在千仞危岩之上，建有雄伟的紫禁城，紫禁城又叫皇城，高达数丈，周长三里，筑墙的条石，每块重达五百公斤以上。从里看墙体向外倒，从外看墙体向里斜，工程浩大而又艰巨。
这样庞大的整体构件是怎样铸造的?又是怎样运到1612米的顶峰之上的?这些问题成为武当山秀美风景中的难解之谜。
铸造之谜
武当金顶如何在海拔1612米的山峰上铸造出来，今人给过很多猜测和解释。有人认为，它的基本零件是在平原上铸造完成的，然后被工人搬上山再逐个焊接起来，因为考古学家在当地发现了一些铜渣，很可能是当时焊接时留下的。
这种说法在明嘉靖年间的《武当山志》中有过记载。记载称，永乐十四年(1416)九月初九，朱棣下令将在北京铸造好的金殿构件，经过京杭大运河，沿长江、汉水，最后运抵武当山。
构件全部运齐后，工匠们再将金泥涂在需要焊接的接口处。所谓金泥，就是金子和水银的熔合物。这种熔合物被涂在接口处之后，还需要用炭火烘烤。水银遇热挥发，便只留下了金子粘住接口处。这也是为什么金殿没有焊接痕迹的原因所在。
神灯不灭
凡是去金殿参拜的信众和游客，都会看到殿内的神灯长明不灭，即使殿外狂风大作，殿内神灯火苗却一丝不动。大殿自1416年建成，到今天已经逾600年了，神灯从未熄灭过，这是什么原因呢？相传是因为殿内有“避风珠”在为其避风。