1974년 경상남도 유형문화재(현, 유형문화유산)로 지정되었다. 정면 3칸, 측면 2칸인 다포계(多包系), 외3출목(外三出目)의 팔작지붕 건물이다. 동향(東向)을 취하고 있으며 좌측에 적묵당(寂默堂)을, 우측에 탐진당(探眞堂)을 각각 배치하고, 맞은편에 자방루(滋芳樓)를 두어 아늑한 마당을 형성하였다. 대웅전 바로 앞에는 당간지주(幢竿支柱)가 세워져 있다.
옥천사(玉泉寺)는 676년(문무왕 16)에 신라의 의상대사(義湘大師)가 창건하였다고 전해오는 유서 깊은 사찰이다. 옥천사에 소장되어 있는 『옥천사사적기(玉泉寺事蹟記)』에 의하면 대웅전 건물은 1745년(영조 21)에 창건된 것이며, 이보다 앞서 1654년(효종 5)에도 법당이 지어졌음을 알 수 있다. 그 후 여러 차례의 중수를 거쳐 지금에 이르고 있다.
건물 내부의 천장은 2단으로 된 우물천장으로 구성되었고 경주 옥석으로 만든 석가모니불과 문수 · 보현의 협시보살을 모신 불단 뒤에는 후불탱화가 걸려 있으며, 실내에 놓인 작은 종은 1708년 무자(無子)의 기년명이 있다. 단층에 팔각지붕을 갖춘 목조기와 건물로서 단청(丹靑)으로 채색하였으며 조선시대의 전형적인 사찰 법당(法堂)의 모습을 보여준다.