陈氏书院坐北朝南，为中国“三进三路九堂两厢杪”院落式布局，由9座厅堂、6个院落、10座厢房和长廊巷组成，院东新辟有1.7万多平方米的绿化广场。其整体结构布局严谨、虚实相间，厅堂轩昂，庭院宽敞幽雅。中进大厅聚贤堂为书院建筑的中心，是当年族人举行春秋祭祀或议事聚会的地方。堂宇轩昂，庭院宽敞。梁架雕镂精细，堂中横列的巨大屏风，玲珑剔透，为木刻精品。

木雕

　　陈氏书院中的木雕。数量最多，规模亦大，内容丰富。首进头门梁架上雕有“王母祝寿”、“践士会盟”等取材于历史故事和民间传说的木雕。其中为突出的是《三国演义》中曹操大宴铜雀台一组，描绘曹操坐在铜雀台上观看校场各员大将比武的场面，突出刻划了徐晃与许褚在比武后为了锦袍而争夺难解难分的情景。此外各座厅、走放廊的梁架、雀替以及那长达540余米的檐板上雕刻的各种瓜果、花纹图案、人物、动物、无不凝聚了广东木雕的精华。

石雕

　　陈氏书院的石雕主要是采用麻石石材。多用在廊柱、月梁、券门、栏杆、墙裙、柱础和台阶等地方。聚贤堂前的月台石雕栏杆，是书院石雕装饰工艺的典型，它融洽了圆雕、高浮雕、减地浮雕、镂雕和阴刻等多种技法，以各种花鸟、果品为题材，用连续缠枝图案的表现形式进行雕饰。又把双面铁铸通花栏板嵌入栏杆中，使呈灰白淡雅的栏杆在色调深沉的铁铸栏板映托下，对比鲜明，主题突出，极富装饰效果。

　　在其他的石雕装饰中，如月梁、隔架、雀替、墙裙、檐廊栏杆及台阶垂带，都具有浓郁的地方特色。还有大门前的一对石狮（基座已失），石匠运用圆润简练的线条雕琢成形体活泼、神态祥和、笑脸相迎的瑞兽，这是广东地区石狮造型的代表。

砖雕

　　主要装饰在墙檐下、门楣、犀头和檐墙上，也有作为花窗的装饰。

　　广东砖雕从用材到技法都与北方或江南地区都有一定差别。雕制前先由艺人逐块挑选。然后依据整幅图层次的多少，将青砖按层排列，依次逐出所属部分的纹样，最后逐层逐块嵌砌在墙上，形成多层次的画面。其雕刻技法往往把了圆雕、高浮雕、减地浮雕、镂空结合运用，其中尤为突出的是深刻技法、线条规整而又流中畅自如，纤细如丝，故又被称为“挂线砖雕”。

灰塑

　　广东旧式民居，多数在山墙上两边用石灰堆出简单的卷草纹。称这"草尾"。在较富有的宅第或祠堂庙宇中，灰塑的使用范围则随建筑的规格而扩大，它是广东民间建筑的主要装饰工艺，由于灰需在现场制作，艺人便可根据题材和空间的需要，充分发挥其技艺，如将山川水涧景物随形就势穿透墙体，或将动物、花卉等到塑造成凸出墙体20至60厘米，立体效果非常突出。形态栩栩如生。色彩喜用大红大绿，富丽斑斓，充满浓郁的民间艺术特色。

陶塑

　　陈氏书院的陶塑五彩缤纷，琳琅满目，令人目不暇接。书院的正脊采用佛山陶塑共11条。首进5条和聚贤堂脊饰分别于光绪十七年（1891年）(聚贤堂脊饰 于1976年被台风刮倒,于1981 年重塑)和十九年（1893年）烧制，中、后进的4条脊饰于光绪十八年（1892年）烧制，后进大厅的脊饰则完成于光绪十六年（1890年）。11条脊饰中以聚贤堂的规模最大，其总长27米，高2.9米，连灰塑基座总高达4.26米。全脊共塑224个人物，题材包括八仙贺寿、加官进爵、虬髯客与李靖等，整条脊饰恰似一个巨大的舞台。其他脊饰的题材主要是龙凤、花鸟、瑞兽、山水以及历史故事和人物群像等。

铁铸

　　陈氏书院聚贤堂前后石栏杆中嵌有铸铁栏板，即佛山铁画。其正面6幅为麒麟玉书凤凰图，台阶两边是双龙戏珠，还有三阳开泰、年年有余等。这些铁铸由 佛山 生铁铸造，打制或铸造而成，工艺精湛，构图精美。