1670년(현종 11)에 조선 중기 의병장이었던 이삼로(李三老, 1560∼1645)를 주향으로, 학행과 문장으로 유명했던 이시분(李時馩, 1588∼1663)을 배향으로 모시고 향사하기 위해 건립된 서원이다. 1868년(고종 5)에 대원군의 서원 철폐령에 의해 훼철된 이후 1981년에 다시 중건하였다.
이삼로는 본관이 장수, 호는 고산(孤山)이며, 단성에서 출생하였다. 임진왜란 때 곽재우(郭再祐)의 의군에 합류하여 1594년에는 가력(嘉力)에서, 1597년에는 화왕산성(火旺山城)의 전투에서 공을 세웠다. 1602년(선조 35)에 고산정사(孤山精舍)를 지어 후진을 교육하였으며, 1641년(인조 19)에 수직(壽職)으로 승정원 좌승지에 올랐다. 저서로는 『고산선생실기(孤山先生實記)』 3권이 있다.
이시분은 이삼로의 조카로 단성에서 태어나 퇴계와 남명의 학문을 중부로부터 전수받았다. 19세 때 향시에 급제한 뒤 과거에 뜻을 접고 운창정사를 지어 평생 학문에 종사하였다. 한강 정구의 문인이며, 하홍도, 하진, 허목 등과 교유하였다. 저서로 『단성지(丹城誌)』, 『운창집(雲牕集)』 등이 있다.
이삼로와 이시분의 문집은 모두 1916년에 청계서원에서 간행하였다. 이삼로의 문집 『고산선생실기』는 3권 1책의 목활자본으로 서문은 유필영(柳必永)이, 발문은 안종창(安鍾彰)이 지었다. 이시분의 문집인 『운창집』은 장수이씨 후손 상석(祥錫) · 영주(永柱) 등이 5권 2책의 목활자본으로 유필영이 서문을, 이훈호(李熏浩)가 발문을 지었다. 또 후일 장석영(張錫英)이 지은 「청계서당기(淸溪書堂記)」가 『회당집(晦堂集)』에 수록되어 있다.
경내 강당인 청계서당은 정면 4칸, 측면 2칸의 목조와가 팔작지붕인데, 근대 한옥의 특징을 잘 보여주고 있어 2012년 10월 11일에 경상남도 문화재자료(현, 문화유산자료)로 지정되었다. 매년 음력 3월 10일에 향사를 봉행하고 있다.