Chùa Diệu Đế nằm bên đường Bạch Đằng, phía bờ Đông sông Đông Ba, thuộc phường Phú Cát, thành phố Huế. Đây là nhà cũ của Phúc quốc công (ông ngoại của vua Thiệu Trị), nơi vua Thiệu Trị ra đời năm 1807. Sau khi lên ngôi, vua Thiệu Trị đã cho xây dựng chùa Diệu Đế tại “tiềm để” của mình.
Khuôn viên chùa hiện nay rộng khoảng 2.500m2. Chung quanh có la thành bao bọc, cửa chùa hướng về sông Đông Ba và Kinh Thành Huế. Khi mới xây dựng, bên trong la thành có khoảng 10 công trình kiến trúc.
Mặt trước chùa trổ 3 cửa, chính giữa là cửa tam quan 2 tầng có cổ lâu, ba mặt còn lại đều trổ một cửa, trước chùa sát bờ sông có 6 trụ biểu nhưng nay đã mất hết dấu tích.
Công trình chính là điện Đại Giác 3 gian 2 chái, bên trái chánh điện là Cát Tường Từ Thất, bên phải là Trí Tuệ Tinh Xá. Trước điện là gác Đạo Nguyên 2 tầng 3 gian, hai bên gác có lầu chuông, lầu trống. Hai bên sân chùa, gần cổng chính là hai nhà lục giác, nhà bên trái để chuông, nhà bên phải dựng bia khắc thơ vua Thiệu Trị. Sau chánh điện là hai nhà Tả, Hữu tăng phòng 5 gian, Tả, Hữu trú gia 3 gian.
Hiện nay, bên trong chùa còn lưu giữ nhiều tượng Phật. Đặc biệt tại gian chính thờ Tam thế Phật, còn có bàn thờ thờ bài vị của vua Thiệu Trị, người sáng lập chùa. Trong điện còn thờ một số vị công chúa. Nổi bật trong điện Đại Hùng còn có bức tranh “Long vân khế hội” (Rồng mây gặp gỡ) đồ sộ, vẽ trên trần điện của nghệ nhân Phan Văn Tánh; thể hiện sinh động con rồng ẩn mây với màu sắc trang nhã phù hợp với  nhiều hình ảnh chốn Thiền lâm. Chính điện còn bức hoành phi “Diệu Đế Quốc Tự” với lạc khoản ghi năm Thiệu Trị thứ 4 (1844). Cửa tam quan và hai nhà lục giác cất giữ bia Thiệu Trị và chuông đồng Diệu Đế là những di vật quý của ngôi quốc tự một thời.