Ban đầu, chùa được xây cất bằng gỗ và lợp lá, rồi dần mới xây bằng gạch và lợp ngói, với trang trí, đường nét kiến trúc đẹp. Chùa Kh'leang được xây trên nền đất cao rộng, không gian thông thoáng, xung quanh có nhiều cây xanh đặc biệt là cây thốt nốt, loại cây đặc trưng của người Khmer, dưới mỗi gốc cây đặt những băng ghế đá dùng để nghỉ chân tạo cho du khách một cảm giác hết sức thoải mái, mát mẻ. Chùa được bao quanh bằng ba vòng rào với khoảng cách rộng. Trước chùa có hai tháp hình bầu dục ở hai bên tả hữu, dùng để hài cốt các vị trụ trì. Cổng chùa được trang trí hoa văn cầu kỳ với mầu sắc rực rỡ mang đậm phong cách văn hoá Chăm.
Bên trong chính điện có 16 cột bằng gỗ to, đen mượt được thiếp vàng thể hiện các hình ảnh nói về cuộc đời đức Phật, về sinh hoạt Phật pháp. Trên trần và tường được vẽ nhiều hình ảnh, hoa văn, thể hiện sự hoà hợp giữa phật pháp và hội hoạ. Nơi chính điện là bức tượng Phật to ngồi trên toà sen lộng lẫy tạo nên sự uy nghiêm thanh thoát. Trong chùa còn trưng bày các vật dụng của người Khmer xưa như một cách bảo tồn và phát huy nét sinh hoạt căn hoá cổ xưa của dân tộc mình. Bộ mái chùa cũng được xây dựng theo kiểu tam cấp và mỗi cấp được chia thành 3 nếp. Nếp giữa lớn hơn nếp phụ ở hai bên và không có tháp nóc chùa.
Mái chùa cũng được trang trí bằng các phù điêu hình chim thú cũng như là những hình ảnh tượng trưng cho triết lý nhà Phật. Có thể nói toàn bộ mái chùa là một công trình kiến trúc độc đáo thể hiện quan niệm, triết lý về mối giao hoà giữa Phật - Con người - Trời của người Khmer.
Mỗi ngày, chùa Khleang đón rất nhiều đoàn khách đến thăm quan, đặc biệt là du khách nước ngoài.