Trước chùa là một bãi rộng có nhiều cây cổ thụ xum xuê, trước đây ngày thường họp chợ còn ngày hội làm chỗ rước sách và vui chơi. Hiện tượng có chợ trước chùa là một hình thức chung trong bố cục kiến trúc tôn giáo của nhiều cư dân Đông Nam Á. Đầu bãi chùa Keo có bệ dựng cột cờ vào ngày hội. Ngày hội lá cờ lại bay cao cả vùng trông thấy, là tụ điểm của những dòng người trẩy hội nô nức. Sau bãi là Nội tự, phía trước và hai bên có hồ rộng tạo cho chùa có một ôn độ mát mẻ. Trên bờ hồ là một vườn cây tạo nên tầng sinh thái xanh tươi, tôn nổi những mái chùa cổ kính bên trong mà không che lấp nét đẹp kiến trúc.

Có thể nói công trình kiến trúc chùa Keo đã kế thừa và khai thác triệt để phong cách kiến trúc cổ truyền Việt Nam: Kết hợp hài hòa giữa kiến trúc với thiên nhiên, cân đối cả ở mặt bằng và chiều cao. Tam quan ngoại và Tam quan nội cách nhau một cái hồ rộng. Từ Tam quan nội đến khu thờ Phật cách nhau một cái sân cỏ vừa phải như một tấm thảm xanh. Sau nhà Thượng điện cách khoảng sân hẹp là Giá roi. Giá roi giáp kề với Bái đường làm cho khu thờ Thánh lớn hơn khu thờ Phật. Sau Hậu Cung qua một lạch sân rất hẹp là tới gác chuông được xem như nhà cuối cùng. Bên cạnh đó bố cục về chiều cao cũng hết sức đặc sắc. Qua sân cỏ lên sân đá, rồi lên Tam quan ngoại, sau đó mặt bằng hạ thấp bằng cốt số 0. Từ sân bước lên chùa Hộ, rồi chùa Tam Bảo, đến sân sau khu Phật mặt bằng lại bằng cốt số 0. Khu vực đền Thánh cũng được xử lý độ cao như vậy, chiều cao được khống chế bằng một dải sân rộng chạy ngang từ hành lang bên trái sang hành lang bên phải. Sự bố trí độ cao đó dụng ý muốn chia công trình thành hai khu Tiền – Hậu rõ rệt mà không tách rời toàn cảnh công trình. Nhờ cách bố cục đó khách tham quan có thể đứng từ những góc độ khác nhau trong sân mà vẫn quan sát được toàn cảnh kiến trúc chùa Keo. Việc tôn tạo cảnh bằng cây xanh cũng góp phần làm tăng thêm vẻ đẹp của di tích. Chùa Keo vừa là chùa (thờ Phật), vừa là đền (thờ Thánh) nên trước chùa người xưa trồng đa, trồng đề. Mặt khác chùa còn hấp dẫn với bộ cánh cửa Tam quan nội “điển hình cho nghệ thuật điêu khắc thời Lê”.

Chùa Keo được xây dựng theo kiến trúc “nội Công, ngoại Quốc”.

Trừ nền gạch, toàn bộ kiến trúc chùa Keo không hề xây tường, tất cả đều là gỗ lim được ghép với nhau bằng các mộng gỗ không dùng đinh hay kim loại. Nguyên tắc bố cục kiến trúc ở đây là sự đăng đối giữa hai bên trục kiến trúc xuyên tâm từ cột cờ đến giữa gác chuông, do đó gây ấn tượng về sự tôn nghiêm, trang trọng và bề thế.

Kiến trúc độc đáo nhất của khu di tích là gác chuông, dựng trên nền cao 60cm vươn lên 11,5m, thuộc loại gác chuông cao nhất của nước ta vào thế kỷ XVII – XVIII. Tòa nhà này có kiến trúc ba tầng 12 mái, như một bông sen khổng lồ: tầng 1 treo khánh đá, tầng 2 treo chuông lớn đúc năm 1698, tầng 3 treo chuông vừa, xép nhỏ phía trên treo chuông nhỏ đúc năm 1796. Toàn bộ trọng lượng của gác chuông đều truyền xuống 4 cái cột. Dưới hệ thống mái của hai tầng trên là những dàn “con sơn” nhô ra như đầu voi trên cơ sở hệ thống đấu ba chạc. Hệ thống “con sơn” ở nước ta có từ thời Lý và được nâng lên một tầm cao mới tại chùa Keo Thái Bình, đồng thời nó mang trong mình một góc của giá trị tâm linh.

Thành công lớn nhất của mỹ thuật kiến trúc gác chuông chùa Keo là tỷ lệ giữa các tầng kiến trúc rất cân đối. Sự phối cảnh mang dáng vẻ tự nhiên cũng làm tôn thêm nét duyên dáng của gác chuông. Đó là hàng cau bên cạnh, lá cau cuộn lấy tầu đao tạo vẻ hiền dịu ấm áp của cảnh sắc một vùng nông thôn Việt Nam. Ta có thể dễ dàng nhận thấy sự khác biệt của chùa Keo so với các chùa chiền cổ ở Việt Nam. Đó là việc gác chuông được xây dựng ở vị trí cuối của khu di tích. Chính sự sáng tạo ấy làm tăng vẻ duyên dáng cho gác chuông, đồng thời nâng cao giá trị nghệ thuật của toàn bộ khu kiến trúc chùa Keo.