Dinh Thầy Thím có dạng kiến trúc như một ngôi đình làng bao gồm nhiều công trình, như: Tam quan, Võ ca, chính điện, nhà thờ Tiền hiền, nhà thờ Hậu hiền, miếu ông Hổ, miếu Thành hoàng, phòng Truyền thống,v.v…. Trên thanh xà cò của Dinh còn dòng chữ Hán khắc chìm "Kỷ Mão niên thập nhị quạt nhị thập ngũ nhật kiến tạo" có nghĩa là kiến tạo ngày 25 tháng 12 năm Kỷ Mão (1879). Các công trình kiến trúc với nghệ thuật điêu khắc chạm trỗ và các trang trí nội thất của Dinh Thầy Thím thể hiện rõ nét kiểu cách kiến trúc cung đình.