三学寺坐落于海城的西南隅，始建于明代。整个建筑由山门、前殿、中殿、后殿（藏经楼）、东西配房和禅堂等组成。建筑面积为219.4平方米，占地面积大约5700平方米。明代宝征年间重修。其建筑面积形式为歇山式殿顶，九脊。山门前刻有两尊石狮，伟立山门两侧，显的巍峨壮观。
近年来，由于该寺主持方丈对寺院不断刷新，并有道士诵经，年香客游人达1.8万人次左右。每到农历初一、十五两日，香火较盛。三学寺在东北地区是唯一一家的佛学院。
前殿、后殿均为歇山式建筑，系砖木结构，藏经楼二层，为硬山式建筑。整个建筑布局协调，巍峨壮观，木雕工艺精美，色调明快；五脊六兽，二龙戏珠等砖雕艺术栩栩如生，呼之欲出。
前殿长15米，宽10米，高14米，明宣德年间修。歇山式殿顶九脊。山墙压在山面额之下，架德脚实，垂檐飞出。殿檐下斗拱较大，斗拱翘昂相互承托，确属古代传统建筑体系。
中殿长20米，宽13米，高17米，明万历年间重修。中殿建筑大体与前殿相似，只檐下斗拱装饰较为突出，斗拱上有精美的雕刻，龙斗飞檐，含珠吐须，别具一格。
后殿两层是藏经楼，东西配庑各九楹，山门三楹。山门童头前面是石雕,后面是砖雕，雕工精细。
三学寺古建筑群建于明代，庙内现存明宣德十年建庙碑，后经历代重修，增建才成为今日宏观规模。
“三学”，是佛教的一种术语“一学用戒止恶修善；二学用定息悬澄心；三学用慧破惑证道。三者关系互不可分，以此取名“三学寺”。该寺被当成“四旧”挨砸，前殿、中殿的殿顶大吻、望天狗被打掉，屋脊瓦大部分被砸碎。1975年2月4日海城发生强裂地震，该寺墙壁、屋角被震损 。震后国家拨款进行了维善，但在1982年一次电火中烧掉了中殿。寺内现存有明、清石碑七角。1989年被定为辽宁省重点文物保护单位。