孔廟的核心建築年代較久，大多在明朝以前建造，明清時期重修。這部分建築仿皇宮之制，黃瓦紅牆，配以門坊、角樓，呈長方形，中軸南北貫穿，左右對稱，院院不同，各具格局，錯落有致。孔廟的主體建築氣魄宏偉，氣氛莊嚴肅穆，是祭祀孔子及其父母、祖先的地方。從大成門以北可分為三路：中路祭祀孔子夫婦，東路祭祀孔子父母，西路祭祀孔子五世祖。

奎文閣

奎文閣曾是孔廟的藏書樓，它在孔廟建築中年齡最古老，始建於宋朝天禧二年（1018年），至南宋年間，統領北方的金朝再度重修。書樓上層專門收藏歷代皇帝御賜的各種書籍墨跡，下層則收藏歷代帝王祭祀孔子時所需的香帛之物，以及社會人士捐獻的圖書。在中國的建築史上，奎文閣是著名的古老木構建築，地位十分重要。此閣結構獨特，分二層書樓、三重飛簷、四層斗拱，工藝奇巧，異常堅固。康熙年間，曲阜曾發生大地震，十之八九的房屋都倒塌了，唯有奎文閣傲然屹立，安然無恙，足見中國古人的建築技術何等高超！

「奎文閣」一名定於金朝明昌二年（1191年）。「奎」是古代廿八星宿之一，位列西方白虎七宿之首。奎星共有十六顆，形狀「屈曲相鉤，似文字之畫」，古人有「奎主文章」之說，後人進而把奎星演化為天上文官之首。孔廟的藏書樓被命名為奎文閣，就是把孔子比作奎星，讚頌孔子是「歷代文官主」。

魯壁

孔廟曾歷多次修葺和擴建，最原始的孔廟其實是孔子的故宅。今日孔廟東路一帶有一道形同照壁的孤牆，前面的石碑上寫着「魯壁」二字。魯壁原是孔子故宅的牆壁，附近還有一口孔聖人舀過水的古井。其實真正的魯壁早已化成頹圮，今存的魯壁只是塊為紀念孔子的九世孫孔鮒而建造的贗品。這塊魯壁究竟有甚麼乾坤呢？原來，當年秦始皇為統一思想下令焚燒《秦紀》、醫藥、卜筮、種樹以外的典籍。於是孔鮒將《尚書》、《論語》、《孝經》等儒家經典藏於宅內牆壁之中。漢武帝時，魯恭王為擴建宮室而拆卸孔子故宅，於是發現了這批藏於牆壁內的簡冊。這批書籍用先秦文字寫成，因而稱為「古文經」；而當時通行的隸書經典則稱為「今文經」。由此出現了古文學派，引發了中國經學史上的今古文之爭，並一直延續了近兩千年。後人為了紀念孔鮒保護儒家經書有功，於是複製了這面魯壁。

杏壇

孔廟大成殿前有一片小小的杏林，婆娑樹影間立了一座黃瓦朱欄的方亭，這就是孔子曾經講學的杏壇。《莊子‧漁父》描寫過孔子設教的情景：「孔子遊乎緇帷之林，休坐乎杏壇之上，弟子讀書，孔子絃歌鼓琴。」孔子首開私人講學，提倡「有教無類」，成為中國第一位偉大的教育家。杏壇的所在地原是孔子舊宅。孔子去世後，弟子和後人建造廟堂祭祀孔子。漢、唐時期，此處建有「文宣王殿」，是為孔廟正殿。宋朝天禧年間，孔廟擴建，正殿北移，更名為「大成殿」，而正殿的原址則植上杏樹，建壇於上，取名「杏壇」，以紀念孔子辦學興教。南宋時期，統領北方的金朝在壇上建亭，著名文學家黨懷英以篆體書「杏壇」二字，至明朝隆慶三年（1569年）再度重修。整個杏壇建築小巧玲瓏，壇前有金朝雕刻古樸的石香爐一尊，壇內則雕樑畫棟，藻井更繪有五爪金龍圖案，充分顯出皇帝對孔聖人的尊崇。

大成殿

大成殿是孔廟的靈魂建築，始建於北宋。世界上，孔廟約有二千多座，不管規模如何，年代遠近，大成殿均不可或缺。孟子曾說孔子「集古聖先賢之大成」，這就是殿名的來源。大成殿籠罩着一股莊嚴肅穆的氣氛，因為這裏是祭祀孔子的正殿。殿內有供案、禮器、樂器，正中的神龕內供奉着孔子塑像，兩側為孔子弟子和後人的塑像，與殿前兩廡（指廳堂兩側的廂房）內供奉的歷代先賢、先儒共同陪祀孔子。大成殿是曲阜的地標，是孔廟內最宏偉高大的建築物，與故宮太和殿、岱廟天貺殿合稱為「東方三大殿」。這殿跟故宮有點關係，因為大成殿在清朝曾作大規模修葺，當時雍正皇帝頒授特許，按皇宮規格修繕此殿，既於內府挑選名匠進行工程，更御筆書寫殿外豎匾「大成殿」。

大成殿最獨特之處，在於它的石簷柱，根根雕功精湛，是罕見的石刻藝術瑰寶。全殿共有簷柱28根，均為完整大理石。前殿的10根柱子，各刻兩龍，上下對翔升騰，盤繞戲珠，神態各異，造型鮮活。據說每當清朝皇帝駕臨朝孔，孔家都以黃綾遮蓋龍柱，以免皇帝不高興，加以責怪。其餘18根柱子各刻團龍72條，總共1,296條。除了龍刻，大成殿也布滿不少「龍墨」。大成殿懸有10塊匾額、3副對聯，是曲阜古建築之最，最彌足珍貴的是，各懸匾都是皇帝龍筆所書。

聖跡殿

聖跡殿是與孔聖人有關的碑刻展館。孔廟的最後大殿是聖跡殿，此殿陳列了明代的《聖跡圖》石刻一套，因而命名。聖跡殿還藏有八百多塊碑刻、畫像雕刻以及各種珍貴的書法石刻，年代最早的始自漢魏六朝，包括唐代著名畫家吳道子的《孔子為魯司寇像》、清帝康熙的手書石刻「萬世師表」等，是歷史和書畫藝術的重要遺產。

《聖跡圖》根據司馬遷《史記‧孔子世家》的內容編繪刻石，是中國甚至世界上第一本有完整人物故事的石質連環畫，具有一定的歷史和藝術價值。圖中從孔子母親顏氏在尼山祈禱而生孔子，直至魯哀公十六年孔子卒，概括了孔子一生的主要事跡，還有孔子死後弟子廬墓的情況等。最前面第一面石刻，篆書了「聖跡之圖」四字，又有《史記‧孔子世家》節錄、明人《聖圖殿記》、《聖跡圖記》、《顏子隨行像》等，後附《漢高祖祀孔圖》、《宋真宗祀孔圖》各一幅，共120幅。