안강읍에서 서북쪽으로 약 10㎞ 되는 옥산서원(玉山書院)을 지나 옥산리의 독락당(獨樂堂)에서 북쪽 700m쯤 되는 곳에 우뚝 서 있다. 정혜사지 일대의 경작지에는 기왓장이 어지럽게 흩어져 있는데 과거 정혜사의 중심을 이루었던 사역이었을 것으로 생각된다. 이 13층석탑은 각 부의 양식과 조성수법에서 오직 하나 밖에 없는 특이한 유례를 보이고 있어 크게 주목된다. 1962년에 국보로 지정되었다.
이 석탑은 1922년경 일본인들에 의하여 수리된 것이라 하는데 보수공사의 내용은 알려지지 않고, 다만 탑신부 위층의 3층이 떨어져 있던 것을 제자리에 올려놓았으며 기단을 시멘트로 굳혀 놓았다는 것만을 알 수 있을 뿐이다. 그러나 이 기단부를 시멘트로 고착시킨 것도 그 뒤 파손되어서 큼직한 잡석으로 기단을 구축하여 오늘에 이르렀다.
높이 5.9m인 이 석탑은 전체 부재를 화강암으로 조성하였다. 기단은 단층 토축(土築)으로서 예스런 모습을 보이고 있으나 이것이 과연 어느 정도로 원상을 갖추고 있는 것인지는 알 수 없다.
토대(土臺)의 상면 중앙에는 1단의 석축이 마련되고 그 위에 4매석으로 구성된 높직한 2단의 방형 굄이 설치되었으며 그 위에 13층의 탑신을 받고 있는데, 이 2단의 굄돌은 곧 기단부 갑석 상면의 굄대 수법으로서 현재는 지대석과도 같은 구실을 하고 있다.
즉, 이 받침석은 4매의 판석(板石)을 네 귀에 1매씩 놓아 결구하였으므로 신라석탑의 기단부 갑석의 조성수법과 동일한데, 높고 낮은 2단의 각형받침을 조출(彫出)한 것은 상층기단 갑석 위에 놓아 그 위에 탑신부를 받는 받침대로 마련된 것이나 다름없다. 그러나 현재는 이 석탑에 기단부가 없으니 이 2단의 받침석이 지대석 또는 탑신굄석의 구실을 하고 있다.
탑신은 13층의 탑신석(塔身石)과 옥개석(屋蓋石)으로 건립되었는데, 특히 초층의 탑신과 옥개가 큰 규모로 조성되고 그 위의 2층부터는 아주 작아져서 2층 이상이 부가물(附加物) 같은 감을 주고 있음이 특징적이다.
초층탑신은 네 귀에 큼직한 방형의 석주를 우주(隅柱: 모서리기둥)로 세우고 그 안에 양측으로 우주에 붙여서 역시 1석씩으로 된 작은 방주(方柱)를 세웠으며 그 위에 인방(引枋), 아래에 하방(下枋)을 걸쳤는데, 그 사이의 공간은 내부가 막혀 있고 이러한 시설은 4면에 모두 같은 방법으로 설치되어 있다.
초층옥개석은 옥석(屋石)과 그 하면의 받침 부재가 별석(別石)으로 구성되었는데 옥석은 8석, 받침부는 4매의 층급(層級)받침으로 결구되었다. 받침은 3단이며 통식(通式)인 각형으로 규모가 큰 옥개석을 따라서 자연히 큼직하게 마련되었으며, 옥개석 하면에는 낙수홈[落水溝]이 없다.
처마는 신라석탑의 특징을 따라 직선을 이루었으며 네 귀의 전각(轉角)에 경쾌한 반전이 있고, 낙수면(落水面)은 평박하며 4 우동(隅棟: 옥개석의 귀마루)에는 합각머리[合閣頂: 합각 박공이 용마루에서 서로 맞닿는 부분]가 예리하게 표현되었다.
초층옥개석 위에는 1매의 판석으로 된 1단의 굄돌을 놓아 그 위로 2층 이상의 탑신을 받고 있는데, 이 굄 판석은 곧 거대한 초층부와 구별하려는 의도인 것 같으며, 이것으로써 상부와 하부의 연결이 더욱 짜임새가 있는 것으로 느껴진다.
2층 이상의 탑신은 각 탑신과 옥개석이 급격히 위축되어서 마치 초층부에 부가된 상륜부(相輪部)같이 보인다. 이들은 각층의 탑신·옥개가 1석으로 조성되었는바, 각 탑신은 더욱 낮고 작아 옥개석 정면(頂面)에 마련한 탑신받침과 구별하기 힘들 정도이다.
각 층 옥개석 하면의 받침은 3단씩으로 초층의 받침수와 같고 옥개석 각 부의 양식도 동일하여 하면에는 낙수홈이 없고, 처마는 직선으로서 평박한 낙수면과 네 귀 전각의 반전 등과도 잘 조화되어 전체적으로 경쾌한 형태를 보이고 있다.
상륜부는 현재 노반[露盤: 탑의 최상부 옥개석 위에 놓아 복발·앙화·상륜 등을 받치는 장식] 1석이 남아 있을 뿐인데 그 모양은 일반적인 형식이다.
이 석탑은 탑신의 층위(層位)에 있어 보기 드문 13층을 이루었을 뿐만 아니라, 초층에 비하여 2층 이상의 탑신부가 일반적인 체감의 비례를 무시하고 줄어든 점 등이 특이하다. 그리고 초층탑신 4면에 감형(龕形)을 개설한 것과 아울러 기단부의 축조에 있어서도 일반적인 양식에서 벗어난 특수한 구조를 보이고 있다.
이 석탑의 각 부 양식과 조성수법을 검토하여 그 건조연대를 추정해보면, 우선 초층부는 목조탑파(木造塔婆)를 모방한 듯한 예스런 세부(細部)를 지니고 있는 점도 엿보이나, 각 옥개석 하면의 층급받침이 3단으로 약화(略化)된 것은 역시 시대가 뒤로 내려옴을 표시하고 있는 것이다.
현재 옛 절터의 원위치에 원형을 잘 간직한 채 보존되어 있는 이 석탑은 13층이라는 층수와 더불어 기단부와 초층탑신의 양식, 탑신과 옥개석이 한 개의 돌로 조성되는 등 통일신라의 독특한 양식을 보이는 특수형 석탑이다.