Chùa tọa lạc trên nền cao, thoáng rộng, trong khuôn viên có diện tích 15.000m2. Phía sau có núi Sam như bức bình phong nổi bật lên với màu xanh thẫm. Điểm ấn tượng nhất của chùa là mặt chính với ba ngôi cổ lầu nóc tròn hình củ hành, màu sắc sặc sỡ nhưng hài hòa.
Ngôi giữa là chánh điện thờ Phật, hai bên là lầu chiêng và lầu trống. Ngoài tượng Phật Thích Ca rất lớn ở giữa, còn có các tượng: Di Đà, Quan Âm, Tam Thế Phật, Đại Thế Chí và các vị Bồ Tát. Hai bên và phía trước là các vị La Hán, Bát Bộ Kim Cang, Tam Hoàng Ngũ Đế... Trước chùa có 3 vọng cửa: cửa giữa tam quan thờ tượng Phật Quan Âm, 2 cửa hai bên có hai biển đề "Tây An cổ tự", bên trong cửa tam quan là sân chùa có một cột phướn cao 16m. Dưới bậc thang chùa có đúc bạch tượng và hắc tượng, vai có đắp nổi hai vị thần tiên ngồi bên trên mặt trăng lưỡi liềm, 2 bên là hai hành lang, phân biệt cho tín đồ nam nữ. Đi qua một công viên nhỏ, bước lên bậc thềm có tượng mẹ bồng con miêu tả tích xưa Quan Âm Thị Kính. Đông Lang là chùa Địa Tạng thờ Vương Bồ Tát theo kinh Địa Tạng, Tây Lang là nhà khói (nhà trù, nhà bếp), phía trước đặt hai tượng Quan Âm.
Chùa Tây An do Tổng đốc Doãn Uẩn, một vị quan triều Nguyễn xây dựng năm 1847. Chùa cất bằng tường gạch, nền cuốn đá xanh, mái lợp ngói. Vị hòa thượng đầu tiên trụ trì là Nguyễn Văn Giác, pháp hiệu Hải Tịnh (theo phái Lâm Tế). Năm Thiệu Trị thứ 7 (1847), chùa lại thỉnh thêm một vị hòa thượng nữa pháp hiệu Pháp Tạng đến trụ trì. Ông là một chí sĩ yêu nước, tên thật là Đoàn Minh Huyên, sinh năm Đinh Mão 1807 và viên tịch năm 1856. Cùng với việc tu hành, ông có tài làm thuốc trị bệnh cho nhân dân nên sau khi ông mất, người dân ở đây suy tôn ông với danh hiệu Phật thầy Tây An cho đến ngày nay.

Trung tâm sách kỷ lục Việt Nam chính thức công nhận đây là kỷ lục Việt Nam.