大昭寺座東朝西，佔地面積13,000平方米，寺院形制模仿古印度那爛陀寺（超岩寺）而建，其 4 層，分為南北兩院。北院以正方形「覺康」主殿為中心，東、西、南均有入口。正門向西，為五開間二層建築。底層為門廊，有四大天王壁畫和塑像，二層為三界殿。班禪、攝政王公署分列寺門兩側。寺門前有據說是文成公主親手種植的「公主柳」，柳樹北側是稱為亞洲第一碑的「唐蕃會盟碑」，東側是清乾隆年間所立《勸人種痘碑》。寺院正門是方形千佛廊院，院子週圍環立廊柱，此處是舉行傳昭儀式的主要場所。東側為覺康主殿，殿外東、南、北側分置佛堂和轉經暗廊，朝佛者必須以順時針方向，沿轉經暗廊進入主殿，這種暗廊藏語稱「廊闊」，即內轉經道，來自印度古代佛寺的形制，也是藏傳佛教轉經儀式的最初形式。主殿建築呈正方形（44.2米 X 44.2米），廊殿之間的柱子、梁架的處理手法和門楣上簷木刻半瓦當的形象，都反映了漢地早期建築的痕跡。東側底層中央，為釋迦殿，中央佛龕供奉文成公主從長安帶到拉薩的釋迦金銅像。在大殿初簷及重簷之間，排列著108雄獅伏獸和人面獅身木雕，是中國古代木建築中罕見的承簷裝飾，屬於印度風格的早期寺院裝飾。南院主要是為傳昭儀式服務的辦公機構、灶房和倉庫等。

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