天后宫整体建筑原前后两幢，临街面（骡马街）的叫前庙。前庙东壁砖雕“河清”，西壁砖雕“海晏”；“河清”、“海晏”，乃预祝“天下太平”之意。主体建筑称后殿，规模宏敞，殿宇辉煌。建造时，设计、用料、施工一应皆为外地人，特别是建筑艺术，雕梁画栋，砖雕石刻，小瓦飞檐，都融合了闽南文化的因素。传说大庙落成，人们膜拜三天，可谓盛极一时。
天后宫又称天妃宫，祭祀的神像，相传为宋代福建莆田湄州林氏女，名默，她是掌管海上航运的海神，好善乐施，常只身抢救海难渔民，援助渔业，功德无量，是沿海地区人民心目中的保护神。清康熙十九年（公元1690年）统一台湾时，据说，因此神显圣助阵，神号便由天妃晋封天后，闽商把他们会馆建成天后宫，反映了他们的尊祟信仰和争夺市场的乡土凝聚力量，同时也寄托了他们牵车服贾、远客他乡、祈求神佑、经商顺畅的心理。
闽商的这种南来文化一直得到泗阳人民的认同。宋金以来，泗阳人民饱受水灾之苦，也把治水的愿望寄托天后，每年神的生日（农历四月十四，也有为四月初八日）和朔望日，群众到天后宫进香，祈祷，形成习俗。1990年增补出版、由江泽民同志题写书名的大《辞海》中的"妈祖"辞条注明：我国奉为“天后”的女神林默，即是浙江、福建、台湾乃至港澳地区祖祖辈辈焚香供奉的“妈祖”神，特别在港澳台地区，她的威灵深深地刻在人民群众的心中。敬奉“妈祖”的习俗由南而北，深刻说明我国大陆与港澳台地区历史文化悠久的一致性与不可分离的血肉联系。
泗阳天后宫建筑时间无考，从建筑风格、营造法式上看，从泗阳近代经济发展史的角度分析，当为晚清时期，作为“古代建筑”，也是泗阳目前唯一的一处遗存。
经调查实测，天后宫大殿为硬山造，檐高6米，总高8.3米，台基高0.49米，台明进深0.37米，面阔5间，共计20.6米，进深7檩，步架间距1.78米，4柱，5架明梁，月梁雕刻花纹装饰。前庙面阔6间，梁架结构一般，目前两幢建筑均经局部程度不同的改造性维修。