โลหะปราสาท ตั้งอยู่ ณ ด้านตะวันตกของพระอุโบสถ ก่อสร้างขึ้นโดยพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว แทนการสร้างเจดีย์ โลหะปราสาทนี้ สร้างขึ้นตามประวัติพระพุทธศาสนา ถือเป็นโลหะปราสาทองค์ที่ 3 ของโลก โดยโลหะปราสาทหลังแรกนางวิสาขาบุตรีธนัญชัยเศรษฐีแห่งเมืองสาวัตถีสร้างขึ้นในสมัยพุทธกาลโดย เป็นปราสาท 2 ชั้น 1,000 ห้อง ยอดปราสาททำด้วยทองคำ ที่ชื่อว่า "มิคารมาตุปราสาท" ส่วนโลหะปราสาทหลังที่ 2 สร้างโดยพระเจ้าทุฏฐคามณี กษัตริย์แห่งกรุงอนุราธปุระลังกา ในราวปีพุทธศักราช 382 เป็นปราสาท 9 ชั้น 1,000 ห้อง มีความกว้างและความสูงแต่ละด้าน 100 ศอก หลังคามุงด้วยแผ่นทองแดง ผนังเป็นไม้ประดับด้วยหินมีค่าและงาช้าง

โลหะปราสาทวัดราชนัดดารามวรวิหาร มีลักษณะศิลปสถาปัตยกรรมไทยเป็นปราสาท 3 ชั้น มียอด 37 ยอด หมายถึงโพธิปักขิยธรรม 37 ประการ กลางปราสาทเป็นช่องกลวงจากฐานตลอดยอด มีซุงต้นใหญ่สูงถึงยอดปราสาทเป็นแกนกลาง เจาะลำต้นตอกเป็นบันไดเวียนขึ้น 67 ขั้น เริ่มก่อสร้างในปี พ.ศ. 2394 นับจากปีที่เริ่มก่อสร้างวัดราชนัดดารามได้ 5 ปี แต่ก่อสร้างสำเร็จเป็นเพียงปราสาทโกลน ก็สิ้นรัชกาล

ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ไม่ปรากฏหลักฐานเกี่ยวกับการก่อสร้างโลหะปราสาท จนมารัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว พระประสิทธิ์สุตคุณ (แดง เขมทตฺโต) เจ้าอาวาส ได้ขอพระราชทานพระบรมราชานุญาตบูรณะปฏิสังขรณ์หลายครั้งตามแต่กำลังทุนทรัพย์ที่หาได้ โดยบูรณะตั้งแต่ชั้นบนลงมา คือ ทำพื้น ก่อมณฑปโบกปูนสีแดง ยกฉัตร ยอดเจดีย์ที่ชั้นบนสุดและชั้นที่ 2 ทั้งหมด ยังเหลือแต่ชั้นล่างสุดที่ไม่ได้บูรณะ

การบูรณะโลหะปราสาทครั้งใหญ่ ดำเนินการในสมัยพระราชปัญญาโสภณ (สุข ปุญญรํสี) ดำรงตำแหน่งเจ้าอาวาส ร่วมกับส่วนราชการที่เกี่ยวข้อง ในปี พ.ศ. 2506 ทั้งนี้ได้พยายามรักษาแบบแผนดั้งเดิมของโลหะปราสาทในสมัยรัชกาลที่ 3 ไว้ให้มากที่สุด นับว่าโลหะปราสาทได้บูรณปฏิสังขรณ์จนเสร็จสมบูรณ์ในครั้งนี้ โดยกรมโยธาเทศบาล เป็นผู้รับผิดชอบในครั้งนี้

เมื่อครั้งที่รัฐบาลจัดงานฉลองศิริราชสมบัติครบ 50 ปี ระหว่างปี พ.ศ. 2538-2539 พระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้กำหนดการพระราชพิธีบรรจุพระบรมสารีริกธาตุประดิษฐาน ณ พระเจดีย์บุษบกโลหะปราสาทเป็นพระราชพิธีแรก แห่งการทรงบำเพ็ญพระราชกุศลและได้เสด็จพระราชดำเนินมาทรงประดิษฐานพระบรมสารีริกธาตุ เมื่อวันจันทร์ที่ 27 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2538

สืบเนื่องจากโอกาสดังกล่าว โครงการบูรณะโลหะปราสาทครั้งล่าสุดจึงได้เกิดขึ้นใน พ.ศ. 2539 สาระสำคัญของโครงการนี้ประกอบด้วย งานบูรณปฏิสังขรณ์โลหะปราสาท เริ่มจากยอดมณฑปกลาง เปลี่ยนวัสดุมุงและเครื่องประดับหลังคาเป็นโลหะและทองแดงรมดำ โดยมีนาวาอากาศเอกอาวุธ เงินชูกลิ่น (ยศในขณะนั้น ปัจจุบันเป็นยศ พลอากาศตรี) ศิลปินแห่งชาติ เป็นสถาปนิก นายสุทิน เจริญสวัสดิ์ เป็นวิศวกรโยธา และ นายประพิศ แก้วสุริยาเป็นผู้ควบคุมงานก่อสร้าง

ในปี พ.ศ. 2555 กรมศิลปากร ร่วมกับวัดราชนัดดารามวรวิหาร จัดโครงการบูรณะโลหะปราสาท วัดราชนัดดาราม โดยการปิดทองคำเปลวบนยอดทั้ง 37 ยอด โดยเริ่มดำเนินการจากชั้นบนสุดลงมาแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2560

• ขณะกำลังบูรณะในปี พ.ศ. 2546 สังเกตมณฑปชั้นล่างยังเป็นสีขาว
• โลหะปราสาทปี พ.ศ. 2551 มณฑปบูรณะเป็นทองแดงรมดำทั้งหมด
• โลหะปราสาทปี พ.ศ. 2557 ยอดมณฑปกลางปิดทอง
• โลหะปราสาทปี พ.ศ. 2558 ปิดทองมณฑปชั้น 2 และ 3
• โลหะปราสาทปี พ.ศ. 2558 ปิดทองมณฑปชั้น 2 และ 3
• โลหะปราสาทในเดือนกันยายน พ.ศ. 2558 ปิดทองมณฑปชั้น 2 และ 3