天宁寺塔为八角十三层密檐式通体实心砖塔。全塔总高57.8米。是唐代建筑风格的典型作品。
当初隋文帝将供奉的佛舍利分别在中原三十州各建一塔秘藏，602年佛舍利入天宁寺塔。
有史书记载天宁寺石函下葬情况：隋仁寿二年，三月二十六日，石函始磨，两面以水洗之，明如水镜，内外相通，紫光焰起，其石斑驳，又类玛瑙，润泽炫耀光似琉璃。至四月二日起斋行道，至三日起庆时，舍利前佛香供养。灯光焰庭，众星夜朗，有素光舒卷在佛与之上，至八日舍利入函。
初建时的塔为木塔，有台阶可上，后寺院毁于兵燹，只余孤塔，辽代改建成八角十三层密檐式实心砖塔，塔身高57.8米，史载"其中无阶级可上，盖专以安佛舍利，非登览之地也"。
塔建于一个方形砖彻的大平台上，塔的平面是八角形，立面显著地分为塔座、塔身和十三层塔檐3部分。
塔的最下部是须弥座，有壶门浮雕一道，须弥座上面是具有斗拱勾栏的平座和三层仰莲瓣，承以塔身。莲瓣初建时是用铁制，可以注油燃灯，清代重修后才改成砖塔。由须弥座、平座、莲瓣三层组成的塔座承托着高高的塔身，厚实且稳重。
莲座之上的十三层密檐轮廓线呈现丰满有力的"券杀"。每层系缀风铃，每逢风起，铃声铿锵。据《京城古迹考》载：原塔檐上悬"有铃2928枚，合计重10492斤"。
塔身上部由斗栱挑出层层密檐，斗栱的转角斗栱及两角之间的斗栱均为斜栱的形式，保留着典型的辽金时代的建筑风格。
下部四面设半圆形券门，门两旁高浮雕金刚力士、菩萨、天部，砖柱上浮雕升降龙。所有雕饰，造型优美生动，又具有浓厚的宗教色彩。
天宁寺塔造型秀美端庄，挺拔稳重。特别是八角形的平面近似圆形，易于减小对风的阻力。虽然历经800多年的历史，且处于北京地区春秋两季风的影响之下，仍然完好无损，为辽代砖塔的代表。
辽代时，每月初八点燃360盏灯，映衬着浮雕金刚力士、菩萨、天部，全塔3400个风铃齐鸣。当时北京可没有什么高楼，北京故宫太和殿的高度也不过是30.5米，天宁寺塔绝对是当年北京的标志性建筑。
明清时期，天宁寺塔的一种神秘现象"梵宫塔影"，被列入当时京城"宛平八景"之一。《天府广记》中称：每天中午，天宁寺大士殿中门即使关闭，大阳光也能从门缝照进去，而此时，天宁寺塔的全部塔影恰好映在其中，殿内会出现数十个塔的倒影。
据《帝京景物略》称：为舍利珠影也，珠光上聚，报入塔影，影入隙光，光则倒受。倒者，光中塔影，非此塔景也。佛光，日也，舍利珠光，月也，光色青白，每见，以夜及晦及雨也。佛光恒在，人目体阴，避光日中，见影门隙。
寺内僧人曾传说，天宁寺塔的饰物声音高了，塔身就会出现光色。这种情景有时一年一见，有时数年一见。
明朝嘉靖年间某年三月二十八日晚，诗人王世贞恰好借住寺中，入夜，微雨簌簌，塔上饰物响声高了，只见塔身发出青白色的光焰，上下闪烁，到了天亮才消失。
这座塔历经数百年的风霜雨雪的考验，依旧完整美丽，实为北京最珍贵的建筑艺术遗物之一。清王士祯《天宁寺观浮图》诗赞云：千载隋皇塔，嵯峨俯旧京。
相轮云外见，蛛网日边明。
历史上曾经记载，春节时皇帝率领百官到天宁寺燃灯供佛，祈求一年风调雨顺、国泰民安。每月初八点燃360盏灯。百姓聚众观灯，祈祷吉祥。全塔共悬挂风铃3400个，风作时铃齐鸣，仿佛编钟的声音一样悠远。有古诗为证：灯明三百六十点，最好天宁云外塔。
风撼三千四百铃，恨无梯级上青冥。
舍利塔院宽阔，东、西亦有配殿，东为药师殿，西为弥陀殿。
塔院后面为清幽的四合院"兰若院"。"若兰"是一个非常女性的名字，据说天宁寺早年曾是一座庵，而且释迦牟尼、文殊菩萨等等庙内供奉佛像与其他寺庙有所不同，这里的佛像都有着女性一般的面孔。
在清代，天宁寺中"设有花肆，尤以桂花、秋菊为有名"，此外还有牡丹和芍药等花，每到春秋两季京城中人纷纷携酒前去赏花野眺，文人骚客前去访古探幽，留下不少诗篇。寺中还常有卖鼻烟的，游人多要买些回去赠送亲友，故有"天宁寺闻鼻烟"的俗语。