主祭神は光仁(こうにん)天皇、天児屋根命(あめのこやねのみこと)、菅原道真を合祀。
７８７年、桓武天皇は長岡京の南郊の地を選び、郊祀壇(こうしだん)を設けて、父・光仁(こうにん)天皇を天神(あまつかみ)として祀った。これは、中国の皇帝が毎年冬至に都の南に天壇(てんだん)を設けて、天帝(てんてい)を祀る例にならったもので、当社の起源はこの郊祀壇(こうしだん)にあるといわれている。()

本殿は、一間社流造、檜皮葺(ひわだぶき)で、鎌倉時代１２３８年と室町時代１４０１年に修理された。全体の外観は雄大な手法で鎌倉時代の様式を残し、蟇股(かえるまた)等の彫刻は、繊細で美しいものが多く、室町時代の初期の特色を備えている。
誉田和気命(ほむたわけのみこと)を祀る末社八幡神社本殿は、造営年代は交野天神社とほぼ同じであるが、小規模で簡素な造りになっている。構造や形状は交野天神社に等しく、向拝(こうはい)の蟇股(かえるまた)や欄間(らんま)の透彫(すかしぼり)に見るべきものがある。
ともに１９５０年（昭和２５年）に国の重要文化財に指定されている()