สถาปัตยกรรมวัดไหล่หิน เป็นรูปแบบพุทธศาสนาแบบล้านนา ประกอบด้วยลานหน้าวัด หรือ ข่วง สำหรับกิจกรรมและปลูกต้นโพธิ์ วิหารโถง ศาลาบาตรและลานทราย และมีเจดีย์ท้ายวิหาร แบบล้านนาซึ่งเชื่อว่าบรรจุพระบรมธาตุ มีรูปแบบจำลองภูมิจักรวาล คือวิหารเปรียบเสมือนชมพูทวีป เจดีย์เปรียบเหมือนเขาพระสุเมรุ และลานทรายเปรียบเสมือนมหานทีสีทันดร

ส่วนพุทธาวาสก่อสร้างอย่างสวยงาม และมีขนาดส่วนที่ค่อนข้างเล็กกะทัดรัด อาคารต่าง ๆ ก่อสร้างด้วยอิฐฉาบปูน ประดับปูนปั้น ล้อมรอบด้วยกำแพงแก้ว วิหารมีลักษณะสกุลช่างลำปาง ซึ่งจะมีลักษณะอ่อนช้อยน้อยกว่าสกุลช่างเชียงใหม่ คือหลังคาจะมีลักษณะแอ่นโค้งเพียงเล็กน้อย เรียกวิหารแบบนี้ว่า ฮ้างปู้ หมายถึง ร่างการของผู้ชาย เป็นวิหารโถง หลังคาซ้อน 3 ชั้น 2 ตับ มุง กระเบื้องดินเผาปลายตัด ที่น่าสนใจคือ เครื่องลำยองของวิหารนี้มีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการบูรณปฏิสังขรณ์ ทำให้มีช่อฟ้า ใบระกา หางหงส์ เป็นแบบไทยภาคกลาง

ซุ้มประตูโขงวัดไหล่หินนั้นมีลักษณะคล้ายคลึงกับวัดพระธาตุลำปางหลวง แต่มีการประดับตกแต่งที่แตกต่างกันบ้าง คือมีการใช้ตุ๊กตาดินเผาประดับ นอกจากเสนาสนะและบริเวณที่ทางวัดได้อนุรักษ์และดูและเป็นอย่างดี ยังมีคัมภีร์โบราณและโบราณวัตถุที่ทางวัดได้เก็บรักษาไว้เป็นจำนวนมาก บางสิ่งที่เกี่ยวข้องกับตำนานของวัดเช่น กะลามะพร้าว และบาตรของพระมหาป่าเกสรปัญโญ

กรมศิลปากรได้ประกาศวัดไหล่หินขึ้นทะเบียนเป็นโบราณสถาน โดยกำหนดขอบเขตในราชกิจจานุเบกษา เล่มที่ 97 ตอนที่ 195 ลงวันที่ 14 ตุลาคม พ .ศ .2523 สิ่งที่ขึ้นทะเบียนเป็นโบราณสถาน คือ วิหารทรงล้านนา พระธาตุเจดีย์ พระอุโบสถ ซุ้มประตูกำแพงแก้ว และหอธรรม นอกจากนี้ในปี 2550 ยังได้ขึ้นเป็นอาคารอนุรักษ์จากสมาคมสถาปนิกสยาม