书阁为木构的二层硬山顶建筑，通高8.5米。底层面阔、进深各六间，前后有廊。二层除楼梯间外为一大通间，以书橱间隔。此外，还在楼前凿“天一池”通月湖，既可美化环境，又可蓄水以防火。天一阁的建筑布局后来为其他藏书楼所效仿。乾隆帝南巡时，命人测绘天一阁房屋、书橱的款式，以此为蓝本，在北京沈阳、承德、扬州、镇江、杭州兴建了文渊阁等七座皇家藏书楼以收藏《四库全书》。