艺术价值
不二寺的价值在于它的建筑、彩塑和壁画艺术。
正殿面阔、进深各三间，平面略呈方形，前檐有廊，下承青石台基，上建悬山式殿顶，举架平稳，上覆筒瓦素脊，又以青砖红墙为基调，间以紫红立柱，栗色梁架，不加装饰，形成典雅纯正、素静清幽的早期建筑风格。建筑结构施用传统的柱网抬梁式框架，梁架采用宋代《营造法式》中的六架椽做法，外檐用未经加工过的榆木为檐柱，向外侧角与外墙收分相配合，增强稳定性。前檐设廊，进深一间，廊柱侧脚升起，使殿角上翘，造型舒展。梁枋结构全部采用大斗、令拱和短替，殿内不设天花板。斗拱是中国高等级宗教建筑的特定标志。它的外檐用五铺作重拱出单抄单下昂，里转五铺作重拱出二抄，重拱计公造。又加一攒补间真昂，使檐部内外重量得到平衡，是杠杆原理的巧妙运用。在正心枋上雕出横拱二层，俗称“隐刻斗拱”，虚实结合，是早期史籍上记载的“扶壁拱”的实物例证，太原市仅此一例。殿内梁架为金代形制，驼峰托脚皆备。平梁上双层叉手，为他处所未见。这座建筑为研究宋金时代的古建筑提供了范例，具有重大的科学研究价值。
佛殿
匠师们根据佛殿的有限空间，巧妙地把彩塑、壁画与佛台、山墙有机地结合起来，塑造了佛的三个世界的整体。塑像是裟婆世界的华严三圣，所以此殿也叫三圣殿。主尊释迦牟尼佛，高4.5米，为诸像的核心。左迦叶尊者，右阿弥陀尊者，仪态各异，慈祥庄严。两侧胁侍菩萨左普贤、右文殊，相对微侧，视线各向主尊，戴花冠，披罗巾，佩璎珞，着裙裤，婀娜多姿，飘逸洒脱。座下的白象、狮子，秉性虽不同，却和谐自然。墙侧为金刚塑像，虎背熊腰，全身披挂，在祥和恬静的佛像中，显现出一股威严之气。侍女塑像，肌肤丰润，面带苦笑，上身右倾，臀部左扭，裸露的上身满佩璎珞珠玑，左肩斜披红色胸带，掩盖了丰满的胸部；右肩绿色飘带随右手下垂后翻到左侧垂至足下；一条腰间丝巾，缠在裸露的腹下，勒出条条腹肌，与贯穿上下的飘带配合，起着静中求动的效果。
壁画
殿内东西山墙上绘有壁画，每壁画面分上、中、下三层，以云层既相分隔，又相衔接，使整个画面达到和谐统一。上层绘彩云间的“飞天”，表示佛国的天堂情景。东墙中层绘东方净琉璃世界的药师佛，左右为日光、月光菩萨，上有华盖、头光，合称“东方三圣”。西墙中层绘西方极乐世界的阿弥陀佛；左右为大势至、观世音菩萨，合称“西方三圣”。壁画下层绘金刚、罗汉，突出世俗化的特征，最为精彩。东墙下层，是佛的护卫神，称“十二药叉大将”，代表八万四千药叉，表示除八万四千烦恼，成八万四千菩提。在构图上分左右两组，每组六神，中间安插了一组狮子舞以娱神。西壁下层则绘十六罗汉，分为二组，每组八尊(北侧八尊系清代补塑)。中间稍低部位绘一组长卷《礼佛图》，表现了一位刚登基不久的皇帝，在宫人们的执炉、点香等活动中，为祈祷国泰民安、风调雨顺，在佛前进行礼佛活动的情景，与东墙的《乐神图》相呼应。
2006年5月25日，不二寺作为金代古建筑，被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单。
