全书分上篇和下篇两部分。上篇为《调查记》，介绍塔的现状，并汇录实测结果。下篇为《寺塔之研究》，主要就修建历史、原状、建筑设计以及构图、结构几方面进行分析研究，进而探讨有关建筑发展史的几个问题。书后有实测图35幅，图版141面，并附有木塔历史年表和铭刻题记的录文。

此书最大特点是找到了应县木塔的一些设计规律。著者经过多次测量，反复验证，发现全塔的设计是以第三层每面柱头间总宽为标准数，第一至第五层塔身（包括平坐）和塔顶共六段都等于这个标准数。塔下砖基总高为标准数的1/2，塔刹为标准数的9/8，证明该塔是经过周密的建筑和构造设计的。在关于建筑发展史的几个问题部分，对平面空间构图、斗拱的发展和殿堂、厅堂构架的区别的论述，也有创见。

此书阐明，中国古代建筑从总平面布置到单体建筑的构造，都是按一定法式经过精密设计的，通过精密的测量（大尺寸精度控制在1厘米以内）和缜密的分析，是可以找到它的设计规律的。