1984년 보물로 지정되었다. 마곡사 대웅보전은 내부에 걸려있는 「강희구년경술육월초일일공산지화산마곡사이층대장전단청기(康熙九年庚戌六月初一日公山地華山麻谷寺二層大藏殿丹靑記)」에 의하면 건립 당시 대장전으로 지어진 것이지만, 1785년의 기록인 「충청우도공주판지서령태화산마곡사대광보전중창기(忠淸右道公州判地西嶺泰華山麻谷寺大光寶殿重創記)」를 통해 대장전에서 대웅전으로 바뀌었음을 알 수 있다.
중층, 다포계(多包系)의 팔작지붕 건물로, 하층이 정면 5칸, 측면 4칸, 상층이 정면 3칸, 측면 3칸으로 구성되어 있다. 경사진 대지 위에 세워져 있어 기단은 정면과 나머지 면의 높이가 다르지만, 전체적으로 막돌바른층쌓기 형식이다.
중층이면서 하층 네 곳의 모서리 평면을 장방형으로 만들어, 하층 추녀를 일반적인 방식에서 벗어난 63.5°로 결구하고, 귀공포도 각기 다르게 구성했다.
공포(栱包)는 상·하층 모두 내·외 삼출목(三出目)으로, 기둥 사이에는 주간포작(柱間包作)을 1개씩 배열하고 2층 측면에서는 생략하였다. 첨차(檐遮)는 교두형(翹頭形)이 주조를 이루나 외3출목 소첨에 연화두형을 사용한 경우도 있다. 외부 살미첨차는 초제공·이제공·삼제공·사제공·오운공 형태로 구성되어 있으며 끝은 쇠서[牛舌] 3개를 모두 앙서[仰舌]모양으로 치켜올라가게 하고, 그 위에 연꽃을 조각해 화려한 모습이다. 하층에서는 외목도리를 받치는 살미인 운공으로, 주심포에는 용머리조각, 주간포에는 봉황머리조각을 끼워 놓았다.
가구법은 중앙 고주를 생략하고, 하층 좌우측 고주 사이에 대들보를 걸고 상부에 상층 평주를 올려 하층은 측면이 4칸이지만 상층은 3칸이 되고, 측면에서 보면 상·하층의 기둥열이 일치하지 않는 모습이다.
창호는 하층에서 정면의 가운데 3칸에는 3분합 띠살문, 양쪽 퇴칸에는 쌍여닫이 정자(井字) 살문을 달았으며, 위층에는 정면에 빛이 통하도록 빗살창을 달고 나머지 3면은 판벽(板壁)으로 막았다. 천장은 우물천장이며 바닥은 우물마루로 구성되어 있다.
중층 건물이면서 하층 모서리칸을 모두 장방형으로 구성한 점과 고주를 생략하고 기둥을 배열한 결과 상하층의 평면과 기둥열이 다른 점이 특징적이다.
이유는 명확히 알 수 없으나 대장전으로 지어졌다가 대웅전으로 바뀐 것을 알 수 있고, 내부 보존상태가 매우 양호하여 17세기 전통건축 연구에 중요한 자료이다.