天水伏羲庙是全国重点文物保护单位，亦称人宗庙、人祖庙、太昊宫，也有人敬称为“华夏第一庙”。现存古建筑始建于明代成化年间，总占地面积3.5万余平方米。整体建筑群座北朝南，主体建筑沿南北中轴线依次排列，层层推进，庄严雄伟。院落重重相叠，四进六院，高深幽远。整个建筑群包括一楼、一轩、四门、二殿、二庑、二廊、三坊、三亭、一池、两院，共29余座，具有典型的中国古代宫廷建筑特色。其中主要建筑先天殿、太极殿是我国明代木构架建筑的精品。
先天殿是祭祀伏羲氏的主要场所，因伏羲创画先天八卦而得名。面阔七间，进深五间，重檐歇山顶，琉璃瓦覆顶，既具有北方雄伟壮观的气势，又有南方秀丽庄重的风格，是中国古代宫廷建筑中的珍宝。殿内现存明代伏羲泥塑彩绘巨像，身高3米,手托先天八卦盘，威仪古朴。尤其是天花彩绘河图居中的“先天八卦方位图”和“六十四卦方位图”，以及建筑装饰大量采用了各种造型的“龙”，珍禽瑞兽、奇花异草、山水树木、人物故事等，其华美壮观令人叹为观止。
太极殿又称寝宫，位于先天殿之后，依照古代“前宫后寝”之制布局，面阔五间，进深四间，单檐歇山顶，琉璃覆顶，檐下斗栱环绕四周，殿内雕梁画栋，门额上的迎风板以工笔彩绘各种造型的博古图、山灵怪兽图和人首蛇身女娲像等图案。尤其是明代的团龙、团凤木雕窗棂，采用透雕技艺，雕饰蝙蝠扑云、龙凤呈祥，形神逼真，栩栩如生，达到了很高的艺术水平，堪称国宝。
伏羲庙院内现存古柏三十七株，唐槐一株，古木参天，鸟雀翔集，苍劲挺拔，古趣盎然。明代张鹏在《太昊庙乐章迎神曲》中形容这种景象是“松柏穆穆鸟雀飞”成为伏羲庙的又一胜景。
伏羲庙南端为伏羲祭祀广场，南北长100米，东西长90米，占地总面积10000多平方米。广场沿伏羲庙轴线布置，由碑亭、祭坛、祭台、牌坊和东西两侧的诗文碑廊等组成。祭坛四角和神道两侧分别矗立4根龙图腾柱和8根图腾八卦柱，诠释伏羲文化的独特内涵;祭台四周选植四季长青的松柏95株，寓意九五之尊之含义。整个广场气势恢宏,呈现出庄严、古朴、宏伟的景象，成为祭祀伏羲的主要场所。
祭祀伏羲的活动由来以久，自秦汉至明清不断。约3000年前，秦文公十年（前756年）设鄜畤，即为祭祀伏羲而设之祠，祭祀时用骝驹、黄牛、羝羊各一只，称为三牢。汉承秦制，西汉而后，伏羲成为三皇之首，历朝举祀成习。至唐玄宗开元年间（713-741年）于长安兴建三皇庙，每年春秋专祭，进一步完善了三皇祭祀的礼制，元元贞元年（1295年），元成宗铁木耳诏命全国各地通祀三皇，秦州三皇庙和卦台山伏羲庙主祭伏羲，每年三月三日和九月九日以太牢祭祀。明代祭祀，由官府主持制定祭祀礼乐制度，设制了祭祀程序、乐舞生员、祭祀人员服饰和祭器、祭品等，每年春秋两祀，采用太牢祭祀。清代各朝祭祀伏羲活动由衰及盛，由每年两祭变为正月十六日一祭，民国时期沿袭清代习俗，至今民间祭祀伏羲氏的时间仍是正月十六日。
1988年，时值龙年，天水市政府恢复举办伏羲公祭活动，相传农历五月十三日是龙的诞辰，伏羲氏被尊为龙祖，因此遂将农历五月十三日确定为公祭伏羲之日，2005年升格为甘肃省政府主祭，2011年再次被提升为由国务院港澳办、国务院台办、中国侨联和甘肃省政府共同主持的祭祀，成为全国最大规模的伏羲公祭活动，祭祀日期被确定为每年6月22日。2014年，伏羲公祭大典暨中国天水伏羲文化旅游节被国家民委、文化部、国家旅游局等部门评为“最具国际影响力节会”，伏羲公祭大典同时也被国务院批准为长期保留的节庆活动之一。
