Theo tài liệu được Ban Trị sự chùa Âng cung cấp, chùa Âng được xây dựng từ năm 990, là một trong số ít ngôi chùa Khmer được xây dựng rất sớm ở vùng đất Nam Bộ. Tuy nhiên thời điểm đó, chùa Âng chỉ là ngôi chùa nhỏ mang lối kiến trúc văn hóa Khmer, chưa rộng và khang trang. Công trình được trùng tu lần đầu tiên vào năm 1965 tuy nhiên chỉ bằng tre lá.

Năm 1842, chùa được xây dựng lại bằng gỗ quý, tường xây, mái lợp ngói. Chính điện chùa Âng được chỉnh trang nhưng vẫn giữ được kiến trúc nguyên trạng ban đầu. Nổi bật bên trong là ngôi chánh điện mang đậm tính nghệ thuật Khmer cổ, đồng thời có sự giao thoa với văn hóa kiến trúc Việt, Hoa, Thái Lan và Ấn Độ.

Nền chính điện cao 1,4m xây bằng đá xanh, mặt lót gạch tàu cổ và được bảo vệ bởi hàng rào cao, phía trước là ngôi bảo tháp 5 ngọn duy nhất ở Trà Vinh.

Phần mái chính điện có cấu tạo độc đáo bằng khung gỗ với 3 cấp mái ngói, trong đó 2 mái trên cùng khá cao và dốc. Các diềm mái trang trí hình rồng thân nằm dài, vảy rồng uốn cong.

Trong ngôi chính điện có 12 trụ cột bằng gỗ quý được trang trí hình rồng, sơn son thếp vàng.

Tường và trần chánh điện là những bức bích họa lớn, thể hiện cuộc đời của Phật Thích Ca từ lúc đản sanh đến khi nhập niết bàn.

Tượng phật lớn cao 2,1m đặt giữa chính điện, xung quanh có 55 tượng phật lớn nhỏ khác nhau được tạo hình bằng chất liệu xi măng và gỗ quý.

Hành lang phía trước ngôi chính điện đúc hình tiên nữ (Keyno), tượng hình thường được điêu khắc tại các ngôi chùa Khmer Nam Bộ.

Cận cảnh hình tượng các chinh thần (Krud) tại chùa Âng với lối điêu khắc mang đậm dấu ấn văn hóa cổ truyền Khmer.

Hồ nước lớn xung quanh rợp bóng cây xanh cổ thụ và những tòa tháp sơn son thiếp vàng. Năm 1994, chùa Âng được Bộ Văn hóa Thể thao công nhận là Di tích Lịch sử - Văn hóa cấp quốc gia, loại hình kiến trúc nghệ thuật.

Chùa là nơi sinh hoạt văn hóa, tín ngưỡng của đồng bào Khmer tỉnh Trà Vinh nói riêng, của đồng bào Khmer Nam Bộ nói chung. Nơi này đặc biệt đông đúc vào những dịp lễ hội Oc Oom Boc vào rằm tháng 10 hàng năm.

Nhìn từ trên cao, nhiều kết cấu chùa Âng có dấu hiệu xuống cấp theo thời gian. Trước đó vào năm 2011, chùa được tu bổ, tôn tạo nhiều hạng mục như chính điện, sala, tăng xá… theo hướng bảo tồn kiến trúc cổ truyền của đồng bào dân tộc Khmer.

Khuôn viên chùa Âng có diện tích khoảng 4ha, thuộc quần thể thắng cảnh Ao Bà Om, một trong những điểm tham quan du lịch nổi tiếng Trà Vinh.