衡山，是中国的“五岳”之一和著名的道教、佛教圣地，自古以“中华寿岳”、“五岳独秀”著称于世。景区内最重要的古迹，是位于湖南衡阳市南岳区南岳古镇北端，赤帝峰下的南岳大庙。作为历代帝王代表国家祭祀山川社稷的主庙，南岳大庙与泰安岱庙、登封中岳庙并称于世。
据《南岳志》记载，南岳庙最初建在海拔1300.2米的衡山最高峰——祝融峰上，后来为方便皇家祭祀与民间朝圣，隋代时期移至现址。唐天宝五年(746年)，唐玄宗封南岳真君为司天王，将庙宇按王宫规模增修。宋大中祥符四年(1011年)，宋真宗加封南岳司天王为“南岳司天昭圣帝”，其建筑形制亦“由王升帝”并沿袭至今。
棂星门，是南岳大庙的正门。据《星经》记载：棂星是天上二十八星宿之一，主管人兴国旺。门以“棂星”命名，寓意人才辈出，为国所用。因此普通的庙宇不能以“棂星门”命名。在国内，以棂星来命名山门的，只有山东曲阜孔庙和衡山南岳大庙等几少数庙宇。
南岳衡山有秀冠五岳之称，南岳大庙更是布局严谨，气势恢宏。整座建筑群依次由棂星门、奎星阁、正南门、御碑亭、嘉应门、御书楼、正殿、寝宫等九进四重院落组成，占地面积12万平方米。因其四周围以红墙、角楼，规制极似北京故宫，素有“江南第一庙”、“南国故宫”之称。
第二进院落内的奎星阁，是湖南省保存最完好的一座古戏台，在戏台基座上有四个大铜钱孔，能产生共鸣，起到扩音作用，堪称最原始的音箱。据传历代帝王来衡山祭拜南岳圣帝时，都要请戏班子和民间艺人前来唱戏，以增添喜庆气氛。
第四进院落内的御碑亭，因亭四周的檐板上撰写了100个字体各异、构思巧妙的“寿”字，又叫百寿亭。亭内矗立的《御制重修南岳庙碑》，是康熙皇帝于清康熙四十七年（1708年）题写，御碑中钦定南岳衡山为“主寿之山”，寓意来此祭祀朝圣的游客能福寿安康、延年益寿。
南岳大庙还是全国唯一道教与佛教和谐相处、同存共荣的庙宇，院内东侧有八座道观，寓意道教“紫气东来”，西侧有八座佛寺，寓意佛教“西方极乐”。虽然道、佛两教信仰不同，却都敬仰南岳圣帝，体现了道佛共存一山，共融一庙，共尊一神的独特宗教文化特色。
仿故宫太和殿而建的圣帝殿，是南岳大庙的主殿，也是庙里最大、最高的建筑。整座建筑气势宏伟，雕梁画栋，殿内外矗立着72根石柱，均由整块衡山花岗石凿成，象征着南岳72峰，尤其是正门前的两根石柱，高6米，直径1米，每根重达14吨。
圣帝殿内供奉的“南岳司天昭圣帝”泥塑金身像，高6.3米，状貌威严。自古以来，民间就盛传“南岳圣帝有求必应”，因此每年都会吸引数百万国内外香客前来朝拜，特别是八月初一南岳圣帝神诞这一天，涌入大庙或山顶祝融殿的香客多达十万余人。