Khi xưa, tượng Bà ngự trên đỉnh núi Sam, gần Pháo Đài. Chứng minh cho điều này là bệ đá Bà ngồi vẫn còn tồn tại (ảnh). Bệ đá có chiều ngang 1,60m; dài 0,3m, chính giữa có lỗ vuông cạnh 0,34m, loại trầm tích thạch màu xanh đen, hạt nhuyễn, không có ở địa phương.

Theo nhà khảo cổ học người Pháp là Malleret đến nghiên cứu vào năm 1941, thì tượng Bà Chúa Xứ Núi Sam thuộc loại tượng thần Vishnu (nam thần), tạc dáng người nghĩ ngợi, quý phái, chất lượng bằng đá son, có giá trị nghệ thuật cao, được tạc vào cuối thế kỷ 6, và rất có thể đây một trong số hiện vật cổ của nền văn hóa Óc Eo [4].

Sau này, nhà văn Sơn Nam cũng đã chép rằng: Tượng của Bà là pho tượng Phật đàn ông của người Khmer, bị bỏ quên lâu đời trên đỉnh núi Sam. Người Việt đưa tượng vào miễu, điểm tô lại với nước sơn, trở thành đàn bà mặc áo lụa, đeo dây chuyền. Và từ đó "Bà Chúa Xứ" là vị thần có quyền thế lớn ở khu vực ấy, xứ ấy...[5]

Cũng theo lời truyền miệng dân gian, thì khi xưa có một nhóm người đến quấy nhiễu nơi đây. Gặp tượng Bà, họ muốn lấy đi nhưng xê dịch không được nên tức giận đập gãy cánh tay trái của pho tượng [6].

Chung quanh tượng Bà (đặt ở giữa chính điện), còn có bàn thờ Hội đồng (phía trước), Tiền hiền và Hậu hiền (hai bên), bàn thờ Cô (bên phải, có thờ một tượng nữ thần nhỏ bằng gỗ), bàn thờ Cậu (bên trái, có thờ một Linga bằng đá rất to, cao khoảng 1,2m)...

Theo sách Kỷ lục An Giang, 2009, thì tượng Bà là "pho tượng bằng đá sa thạch xưa nhất Việt Nam", và "có áo phụng cúng nhiều nhất"[7].