정면 3칸, 측면 2칸의 맞배지붕건물. 1973년 전라북도 유형문화재(현, 전북특별자치도 유형문화유산)로 지정되었다. 천황사는 875년(헌강왕 1)에 무염(無染)이 창건하고 고려시대에 의천(義天)이 중창하였으며, 조선시대에는 학조(學祖) · 애운(愛雲) · 혜명(慧明) 등이 중창하였다 한다.
대웅전은 전후면에만 기둥 위에 평방(平枋)을 돌리고 기둥 위와 그 중간에 각각 공포(栱包)를 배치한 다포계(多包系)의 양식이면서 맞배지붕으로 되어 있다. 맞배집으로서 전후면에만 다포식의 공포를 배치한 예는 흔하지 않은 수법이다.
공포는 내외3출목(內外三出目)을 두어 비교적 복잡한 형태로서 외부제공(外部諸工)은 세장한 앙서형[仰舌形]으로 되었고, 내부제공은 초각(草刻)하여 연꽃을 새겼다.
내부 불상 위로는 간략한 닫집[唐家]을 설치하고 그 위로 우물천장을 가설하였다. 공포 및 가구(架構)의 수법 등으로 보아 조선 후기에 건립된 것으로 추정된다.