대성전은 정면 5칸, 측면 4칸으로 전면 퇴칸은 개방하여 고주열에 벽체를 설치하고 창호를 달았다. 나머지 삼면에는 현무암 화방벽을 설치하였다. 기둥은 평주와 고주 모두 약한 민흘림을 주었다.
특징적인 것은 귀포와 배면포의 외목도리 장여 하부에 처마의 처짐 방지를 위한 덧기둥을 설치하였는데, 상부에는 다른 건물에서 보기 힘든 문양과 교두형 부재가 보인다. 대성전의 덧기둥은 타 지역에서는 찾아보기 어렵고 제주에서도 대정향교와 제주향교 대성전에만 나타나는 지역적 특색이라 할 수 있다.
대성전의 가구는 2고주 7량가로 부재는 길이에 비해 가늘고 긴 편이지만, 대들보는 항아리형으로 고식에 가깝다. 포작은 일출목 이익공 형식인데, 출목의 간격이 넓어 익공의 길이가 매우 길게 뻗어나가 있고, 내부 보아지 쪽은 하부의 익공이 상부보다 길어 상하가 뒤바뀐 듯한 형상으로 제주만의 특징을 잘 보여주고 있다.
바람이 세고 비가 잦은 제주도의 자연조건에 순응하기 위하여 전반적으로 건물을 낮게 지었지만, 규모는 커서 안정적이고 장중한 느낌을 준다. 지붕 역시 건물의 느낌에 맞게 물매를 완만하게 잡아 구성하였다.
제주도의 대표적인 유교 건축물인 제주향교 대성전은 이건 이후 원위치에서 큰 변형없이 형태를 유지하고 있다. 제주도의 자연조건에 맞춰 건물은 낮지만 규모가 커서 안정적이고 장중한 모습을 갖추고 있으며, 처마의 처짐 방지를 위한 덧기둥 설치 등 제주도 건축의 특성을 잘 나타내고 있다. 2016년 6월 13일 보물로 지정되었다.