新平玉皇阁整体坐北朝南,南北长14.3米,东西宽10.4米,占地面积约148.7平方米,坐落在高5.55米的砖砌台基上,台基中部为砖碹券洞十字形通道,可四面通行,上部四周为条砖勾栏,面阔三间,进深四椽;上层梁架为四角施抹角梁上托老角梁交于垂花柱承托平梁,下层为承重梁承托楼楞木、木板形成二层地面,在建筑的东南角设有楼梯口;科斗栱为三踩单昂,平身科斗栱每间一攒,下层耍头为穿插枋出头制成龙头;装修明间施六抹隔扇四扇,次间施六抹隔扇两扇,在二层明、次间廊部均施木质勾栏,下层东西山墙绘有道教众神壁画,梁架中各构件均绘有卷云纹的水墨画,栱眼壁上绘有旋花、瑞草、人物等吉祥水墨图案,梁枋构件上绘有万字不到头及旋子彩画。
新平玉皇阁是大同地区保存完好的古代阁楼,为内蒙、河北、山西三省边境交界之地,为明代宣化、大同两镇的咽喉要地,也是蒙古
游牧民族兵马经常南下侵扰争战之地,在明嘉靖二十五年(1546年)修筑了新平玉皇阁,派兵驻守,说明玉皇阁具有重要的历史战略价值。