根据既有的古建筑知识，搭配湖南省遗存的古建筑信息，高雨寒推测清末天心阁主阁歇山的正身部分木排架与庆殿相同，均为尖山顶形式的屋顶结构，采用单脊檩，为七檩前后廊式构架。山面部分构造为清制"歇山收山",利用一个特殊构件"踩步金"来完成，踩步金下用"趴梁"承载，趴梁两端搭置在檐檩上。副阁为尖山式硬山构架，木构架应为七檩中柱式硬山楼阁。
她认为清末时期的天心阁主阁没有斗拱，下层檐柱支撑起二三层的平座，则主阁木构架为大式无斗拱七檩歇山楼阁的形式，可参考清工部《工程做法则例》图解里的相关图纸绘制。
清末时期的天心阁屋面结构参考一般的古建筑屋面构造其中从下到上的构件分别有椽条、望板、飞椽、压飞尾望板，上铺底瓦和筒瓦。檐口处木构件有大连檐、小连檐、闸挡板、瓦口木、封檐板等。
复原后的效果图可分析为主阁石基高1.8米，比副阁高1.2米，主副阁之间通过天井相连接，主阁的一二层有着面阔五间、进深三间的围廊柱网。主阁与副阁台基之间存在高差，通过楼梯进行连接。复原后的外貌与1983年重建天心阁的国家一级注册建筑师、长沙历史文化名城保护专家组成员刘叔华猜想的十分贴合。
其搭建的顺序应该是先在城墙上起台基和柱子，然后搭建梁架与檩枋，接着是铺设楼板与墙壁，上椽子，铺木望板，最后铺瓦刷外墙。
