Đền thờ Vua Đinh Tiên Hoàng được tọa lạc trên vị trí đắc địa, phía trước có núi Mã Yên làm tiền án, phía sau có dãy núi Phi Vân làm hậu chẩm. Đền được xây dựng mô phỏng theo lối cung điện, kết cấu kiểu “Nội công, ngoại quốc”.

Mặt bằng tổng thể kiến trúc được bắt đầu bằng Ngọ môn quan, xây 2 tầng 8 mái, đây là phong cách kiến trúc truyền thống mà người xưa muốn thông qua nó để thể hiện cách lý giải mang tính triết học về vũ trụ quan và nhân sinh quan. Qua Ngọ môn quan đến hai lớp cửa có kiến trúc tương tự nhau là Nghi Môn Ngoại và Nghi Môn Nội. Nghi môn có kết cấu kiểu Ba hàng chân cột, được xây dựng vào thế kỷ XVII. Đề tài trang trí ở đây khá đa dạng, chủ đạo là hình ảnh Rồng. Với kỹ thuật trạm bong, trạm lộng tinh xảo, Rồng ở đây được thể hiện dưới dạng Rồng ổ, Rồng đàn mang ước vọng của người xưa về tín ngưỡng cầu phồn thực. Bên cạnh đề tài về Rồng, nghệ nhân còn chạm khắc các đề tài trang trí mang nguồn gốc dân gian như: hoạt cảnh người đầu thú, tiên cưỡi Rồng. Nhìn chung, các mảng chạm khắc này đi vào đề tài cuộc sống thường nhật, nhưng có giá trị điêu khắc khá cao, đầy chất biểu tượng. Nó có tác dụng làm cho kiến trúc sống động, gần gũi và có vẻ đẹp riêng.

Một Bảo vật quốc gia độc đáo được bài trí ở Sân rồng là Long sàng. Long sàng được tạc bằng đá xanh nguyên khối. Qua các đề tài trang trí, đã cho ta thấy sự tài hoa của người nghệ nhân thế kỷ XVII. Mặt Long sàng được chạm khắc họa tiết Rồng khá lớn với thân mập, phủ vảy đơn, đao mác lá hỏa. Rồng ở đây ngoài biểu tượng cho quyền lực của vương quyền, nó còn là linh vật cầu mưa thuận gió hòa – ước vọng ngàn đời của cư dân nông nghiệp. Diềm Long sàng trạm nổi những biểu tượng liên quan đến nguồn nước như: cá, tôm. Xung quanh Long sàng được chia thành các ô nhỏ, trang trí họa tiết hoa chanh, chim phượng. Đặc biệt ở đây người nghệ nhân đã khắc họa khá rõ nét hình ảnh một chú trâu khỏe khoắn, có lẽ người xưa muốn thông qua điêu khắc để gửi gắm ý niệm về thuở ấu thơ của Đinh Bộ Lĩnh với điển tích tập trận cờ lau. Để tạo thế uy nghi, hai bên Long sàng nghệ nhân tạc đôi Rồng chầu kiểu yên ngựa. Sự kết hợp này đã tạo cho Long sàng thế tay ngai.

Đền thờ vua Đinh Tiên Hoàng còn là nơi khám phá nghệ thuật điêu khắc đá của người nghệ nhân thế kỷ XIX. Trên các ngưỡng cửa đá và chân tảng đá cổ bồng, bằng nghệ thuật trạm lộng, trạm nổi tinh xảo, nghệ nhân của triều Nguyễn đã thể hiện nhiều đề tài trang trí như: “Tứ linh” (Long, Ly, Quy, Phượng), “Tứ quý” (Tùng, Cúc, Trúc, Mai hoặc Mai, Lan, Cúc, Trúc), “Long hí Thủy”, “Long hàm Thọ”, “Bát bửu”… Ở đây, người nghệ nhân còn chạm những phong cảnh nổi tiếng của Hoa Lư như: cầu Đông, cầu Dền, chùa Tháp, đình Ngang… Những hình ảnh này đã gợi nhớ về các địa danh nổi tiếng của Kinh đô Hoa Lư.

Cũng với đề tài về Rồng, nhưng nội điện đền thờ vua Đinh là nơi phô diễn bộ vì Ván mê tạc Rồng đẹp nhất, nghệ thuật ở đây đã đạt đến trình độ thao diễn kỹ thuật cao. Rồng được trạm rất sinh động với các hoạt cảnh: Rồng săn mồi, Rồng ổ, Rồng đàn, qua nét trạm điêu luyện của người nghệ nhân đã cho ta thấy được đời sống đa dạng của loài Rồng.

Ngoài giá trị kiến trúc và nghệ thuật, đền thờ vua Đinh Tiên Hoàng còn là nơi lưu giữ những dấu ấn lịch sử quan trọng về thời kỳ đầu dựng nước của dân tộc. Đây là nơi tổ chức nhiều nghi lễ truyền thống như Lễ hội Hoa Lư (tháng Ba âm lịch hàng năm), nhằm tưởng nhớ công lao của vua Đinh trong việc thống nhất giang sơn.

Với sự kết hợp hài hòa giữa kiến trúc và điêu khắc, đền thờ vua Đinh Tiên Hoàng không chỉ là một di tích lịch sử quan trọng mà còn là một tác phẩm nghệ thuật đặc sắc, góp phần bảo tồn và phát huy giá trị văn hóa Việt Nam qua các thời kỳ.