南海神庙的大殿是整座庙宇的中心建筑，也是最大的建筑，风格上按明代形制进行复原，技术上最让人称道的是全部入榫不使用一根钉子，彰显古代建筑设计师的智慧。

大殿为木架结构，红墙、红柱、绿瓦彰显威严和大气。

殿内空间开阔，采光良好，祝融的神座背面设有彩色浮雕，图案中有一条金龙腾云驾雾，下方有“海不扬波”牌坊，两侧的对联分别刻着“顺水千舟朝洪圣，伏波万里显真龙”字样。

据说南海神庙所在的位置是龙穴位，当地传说从龙头山经神庙越过珠江再到番禺化龙冈尾为龙脉。