조선시대에 현유(賢儒)의 위패를 봉안, 배향하고 지방민의 교육과 교화를 위하여 창건되었다.
1398년(태조 7)에 처음 지었으나 임진왜란 때 소실되었다. 조선 선조 때 다시 천안향교를 지은 것으로 보인다. 명륜당은 1656년(효종 7)에 지었는데, 1823년(순조 23)에 중수하였다. 이후 1899년(고종 36)에 풍화루(風化樓)를 중수하였다.
현존하는 건물로는 대성전·명륜당·동무(東廡)·서무(西廡)·동재(東齋)·서재(西齋)·전사고(典祀庫)·풍화루·삼문(三門) 등이 있다. 대성전에는 5성(五聖), 10철(十哲), 송조6현(宋朝六賢), 우리나라 16현(十六賢)의 위패를 봉안하고 있다.
조선시대에는 국가로부터 토지와 전적·노비 등을 지급받아 교관 1명이 정원 30명의 교생을 가르쳤으나, 갑오개혁 이후 신학제 실시에 따라 교육적 기능은 없어지고 봄·가을에 석전(釋奠)을 봉행하며 초하루·보름에 분향을 하고 있다.
천안향교는 1997년 충청남도 기념물로 지정되었고, 소장전적은 모두 산실되어 거의 없는 상태이다. 현재 향교의 운영은 전교(典校) 1명과 장의(掌議) 수명이 담당하고 있다.