<金殿坐落在武當山主峰天柱峰上，建於明永樂年間，是當時中國等級最高的建築規制，高5.45米，殿頂翼角飛舉，上飾龍鳳、海馬、仙人等吉祥之物，栩栩如生。金殿整體為銅鑄，外飾鎏金，結構殿身的立柱、樑枋以及瓦鱗、窗欞、門檻等諸形畢備。殿內供奉著「真武祖師大帝」的鎦金銅像，重達十噸。各鑄件之間嚴絲合縫，渾然天成。金殿歷經近600年的風雨雷電、嚴寒酷暑，至今仍然金光奪目、輝煌如初，是中國古代建築和鑄造工藝的燦爛明珠，是中華民族智慧和古代科技水平的歷史見證，堪稱國寶。目前是中國現存最大的銅鑄鎦金大殿。史載該殿由20噸精銅和300公斤黃金在北京鑄造而成，然後再送往武當山的。
這裡是智慧和創造力的集成，是美和藝術的展覽。金殿內壁上淺雕流雲紋飾，線條柔和而流暢；紫色地墁，洗磨光潔，色調和諧柔潤；金殿內供奉的真武大帝、金童玉女和水火二將等神像，均銅鑄鎏金，刻畫細膩，性格鮮明，生動傳神。
在金殿的前面還有金鐘、玉磬兩座保存完好的銅鑄亭子，兩側有朝山進香的信士抽簽、蓋神印的簽房和印房，後面是父母殿，供奉著真武大帝的父母。
金殿最為奇特的地方就是它本身是良導體，每逢電閃雷鳴的時候，光球在金殿四周滾動，但霹靂卻擊不到金殿，這一奇觀被稱為「雷火煉殿」。金殿造了已經有六七百年了，但還是完好如初，仍然光彩奪目。
海馬吐霧：金殿飛簷上裝飾有精美的珍禽神獸，如天馬、獅、鳳、龍、仙人、斗牛、海馬等。有時，海馬會口吐煙霧，縷縷不絕，成為武當山金頂著名的一景。每次吐霧的幾天後，必有一場迅雷暴雨鋪天蓋地，蕩滌金殿。
傳說：相傳朱元璋打天下的時候，有一次和元軍交鋒，全軍覆沒，他拼命逃到武當山下的一座小茅庵裏，求裡面的道士救命。道士說：『救了你，追兵來燒了我的茅庵，我到哪裏去住呢？』 朱元璋說：『以後我就賠你一座金殿。』於是道士讓朱元璋站在柏樹下，給他施了個隱身法。元軍追來後找不到朱元璋，便放火燒了茅庵。朱元璋等元兵走遠後，發現老人也不見了。朱元璋得了天下後，就命他的四兒子朱棣在武當山天柱峰上為真武神建了一座宏偉的金殿。