ตัวพระธาตุตั้งอยู่บนเชิงเนินปูด้วยอิฐ ลาดขึ้นไปยังยอดเนิน กว้างประมาณ 20 วา มีบันไดนาคขนาบทั้งสองข้าง องค์พระเจดีย์เป็นแบบล้านนา ฐานเป็นสี่เหลี่ยมซ้อนกันขึ้นไปจนสูง ใช้แผ่นทองเหลืองบุรอบฐาน แล้วลงรักปิดทอง จากพงศาวดารเมืองน่านกล่าวว่า พระยาการเมือง เจ้านครน่านได้อัญเชิญพระบรมสารีริกธาตุจาก กรุงสุโขทัย (กระดูกข้อมือข้างซ้าย) มาประดิษฐานไว้ที่ดอยภูเพียงแช่แห้ง และตามตำนานกล่าวว่า พระพุทธเจ้าได้เสด็จมาประทับสรงน้ำที่ริมฝั่ง แม่น้ำน่านทางทิศตะวันออก ที่บ้านห้วยไค้ และเสวยผลสมอแห้ง ซึ่งพระยามลราชนำมาถวาย แต่ผลสมอนั้นแห้งมาก พระพุทธเจ้าจึงทรงนำผลสมอนั้นไปแช่น้ำก่อนเสวย และทรงพยากรณ์ว่า ต่อไปที่นี่จะมีผู้นำพระบรมสารีริกธาตุมาประดิษฐาน จึงเรียกพระสถูปที่ประดิษฐานพระบรมสารีริกธาตุแห่งนี้ว่า พระธาตุแช่แห้ง