1962년 국보로 지정되었다. 높이 12m. 이 석탑은 전체를 대리석으로 건조하였는데, 형태가 특수하고, 의장(意匠)이 풍부하여 조선시대의 석탑으로는 유례를 다시 찾을 수 없는 최우수작이라 하겠다.
현재 10층 옥개석까지 남아 있고 그 위의 상륜부(相輪部)는 없어졌는데, 상부의 3층 옥개석(屋蓋石)이 오랫동안 지상에 방치되었던 것을 1947년 원상태로 복원한 점으로 보아 상륜부재가 없어진 것은 오래 전의 일이었던 것 같다.
기단부는 3층으로 구성되었는데, 건축기단으로서 면석과 갑석으로 이루어졌으며, 그 평면은 亞자형을 이루고 있다. 그리고 층마다 각 면석에는 여러 가지 조각으로 화사하게 장식되었는데, 초층에는 각 면에 용(龍), 혹은 사자(獅子)와 모란(牡丹)·연화문(蓮華文)이 조식되고, 2층에는 각종의 인물·조수(鳥獸)·초목·궁전을 표현하였으며, 3층에는 많은 나한과 선인들을 조각하였다.
각 층의 갑석은 하면에 웅건한 당초문이 조식되고, 측면은 굽을 돌출시켜 갑석형(甲石形)을 이루었다. 그리고 상층기단 갑석 상단에는 난간을 장식하여 그 위에 탑신부를 받도록 하여 주목되고 있다.
탑신부는 초층부터 3층까지 평면이 기단과 같이 亞자형을 이루고 있으며, 4층부터는 방형(方形)으로서 이 윗부분은 일반형 석탑의 탑신과 그 형태가 같다. 각 층의 옥신에는 하단부에 굄대를 높직하게 마련하고 측면에는 난간을 모각하였다.
각 면 중앙에 12회(十二會)의 불(佛)·보살(菩薩)·천인상(天人像) 등을 조각하였으며, 네 귀퉁이에는 원형의 석주를 모각하였다. 옥개석은 층마다 팔작지붕을 하였고, 하면에 두공(枓栱)을 모각하였는데, 지붕의 기왓골 등 모두 목조건축의 옥개를 그대로 모방하고 있다.
특히, 2층 정면의 지붕은 전각지붕과도 같고, 더욱이 3층은 이중의 지붕모양으로 조성되어서 그 의장과 기교가 놀랍다. 이 석탑은 전면에 화려한 조각이 대리석 석재의 회백색과 잘 어울려서 한층 더 우아한 맛이 있다.
전체적인 형태나 세부의 구조, 그리고 표면 전면에 장식된 불상의 조각 등이 고려시대의 경천사지 십층석탑(국보, 1962년 지정)과 흡사할 뿐만 아니라 사용된 석재가 대리석이라는 공통점을 가지고 있어 더욱 주목을 받고 있다.
이 석탑의 소속 사원(寺院)이었던 원각사는 1465년(세조 11)에 창건되었으며, 따라서 이 석탑도 사찰 창건 당시의 건조물로 추정되고 있다.
일설에 의하면 이보다 앞서서 건립되었다고 하나, 이것은 이 석탑이 전대인 고려시대의 경천사십층석탑과 너무나 흡사한 데에서 오는 억측이다. 그 수려하고도 기교적인 면은 조선시대뿐만 아니라 우리 나라 탑파사상(塔婆史上) 손꼽히는 걸작품이라 하겠다.