조선시대 지방유림의 공의로 이이(李珥)의 도덕과 학행을 추모하기 위해 창건하여 위패를 모셨다. 창건연대는 미상이며, 그 뒤에 윤봉구(尹鳳九) · 최남두(崔南斗) · 위백규(魏伯珪) · 박준흠(朴俊欽) · 최유윤(崔惟允)을 추가 배향하였다.
선현배향과 지방교육의 일익을 담당하여오던 중 1869년(고종 6)에 대원군의 서원철폐령으로 훼철되었다가 광복 후 서원으로 복원하였다. 경내의 건물로는 3칸의 묘우(廟宇), 3칸의 강당, 3칸의 주소(厨所) 등이 있다.
묘우에는 이이를 주벽(主壁)으로 좌우에 윤봉구 · 최남두 · 위백규 · 박준흠 · 최유윤의 위패가 배향되어 있다. 강당은 중앙의 마루와 양쪽 협실로 되어 있는데, 원내의 여러 행사와 유림의 회합 및 학문강론장소로 사용되어왔다. 고자처는 향사 때 제수(祭需)를 장만하여 두는 곳이며, 제구(祭具) 등을 보관하기도 한다.
매년 3월 중정(中丁: 두번째 丁日)과 9월 중정에 향사를 지내고 있으며, 제품(祭品)은 4변(籩) 4두(豆)이다. 옥계서원은 1983년 경상남도 문화재자료(현, 문화유산자료)로 지정되었으며, 재산으로는 전답 3,000평, 임야 1정보, 대지 3,500평 등이 있다.