大成殿 始建于北宋大中祥符四年（1011），元大德元年（1297）于今址重建。学宫原形制甚备，现仅存大殿及东西庑。大殿迭经明万历三十二年（1604）、清康熙五十六年（1717） 以至1973年大修，仍保留宋元建筑风格。为全国重点文物保护单位。

    大成殿在防洪上采取了有效的建筑技术，加高了殿堂台基；设置了高35厘米的花岗石门槛，前檐用花岗石柱，左、右、后三面围以高墙；采用了花岗石高柱础，尤其是正中四根金柱，石础高达82厘米。

    大成殿面阔5间17.36米。进深5间17.53米，建筑面积304平方米。平面几乎是正方形，为宋元古制。殿中减柱4根，只余正中4根木质大金柱。殿前为阀3.22米、深8.7米的月台，围以砖砌栏杆，月台前正中及左右各设踏道，月台前设一砖石砌拜坛，阔6.15米、深4.73米。大成殿高19.4米，重檐歇山灰瓦顶。坡度平缓。出檐深远。斗?疏朗。山面有山花板，各施悬鱼一条。大成殿斗?种类复杂，计有11种之多。下檐斗?梁架保持了宋代风格，柱头和补间铺作均为七铺作单抄三下昂，两根直昂昂尾均长二橡，甚为罕见，其出跳总长居全国现存唐宋同类斗（七铺作）之首位。上檐前后檐斗，是元代遗构，其采用象鼻子昂的形制，为较早形态，其后流行于清代。大成殿殿身梁架采用大了袱结构法，省去4根重檐金柱和2根八椽，使殿内空间完整开阔，为华南建筑孤例。

    大成殿的装修装饰有浓厚的岭南地方特色。殿门上部?扇用宫式万字花纹，殿内重檐后金柱间的由额和顺身串间置一花罩，花纹别致。大成殿上檐正脊中央为莲花宝杯及光环，下垫以夔纹饰块，正脊两端为夔脊饰，靠内侧两边各置一鱼龙。戗脊为游龙卷草，龙身绕脊出没，形体生动。下檐角脊上端为鱼龙吻，下端为卷草，稍靠上为一虎。正脊和垂脊两边满绘有“三狮会燕”、“金玉满堂” 以及松鹤等彩画。灰瓦顶屋上檐边用红色陶质勾头滴水镶边，下檐用蓝绿色琉璃勾头滴水镶边。