衡山，是中國的「五嶽」之一和著名的道教、佛教聖地，自古以「中華壽嶽」、「五嶽獨秀」著稱於世。景區內最重要的古蹟，是位於湖南衡陽市南嶽區南嶽古鎮北端，赤帝峰下的南嶽大廟。作為歷代帝王代表國家祭祀山川社稷的主廟，南嶽大廟與泰安岱廟、登封中嶽廟並稱於世。
據《南嶽志》記載，南嶽廟最初建在海拔1300.2米的衡山最高峰——祝融峰上，後來為方便皇家祭祀與民間朝聖，隋代時期移至現址。唐天寶五年(746年)，唐玄宗封南嶽真君為司天王，將廟宇按王宮規模增修。宋大中祥符四年(1011年)，宋真宗加封南嶽司天王為「南嶽司天昭聖帝」，其建築形制亦「由王升帝」並沿襲至今。
欞星門，是南嶽大廟的正門。據《星經》記載：欞星是天上二十八星宿之一，主管人興國旺。門以「欞星」命名，寓意人才輩出，為國所用。因此普通的廟宇不能以「欞星門」命名。在國內，以欞星來命名山門的，只有山東曲阜孔廟和衡山南嶽大廟等幾少數廟宇。
南嶽衡山有秀冠五嶽之稱，南嶽大廟更是布局嚴謹，氣勢恢宏。整座建築群依次由欞星門、奎星閣、正南門、御碑亭、嘉應門、御書樓、正殿、寢宮等九進四重院落組成，佔地面積12萬平方米。因其四周圍以紅牆、角樓，規制極似北京故宮，素有「江南第一廟」、「南國故宮」之稱。
第二進院落內的奎星閣，是湖南省保存最完好的一座古戲臺，在戲臺基座上有四個大銅錢孔，能產生共鳴，起到擴音作用，堪稱最原始的音箱。據傳歷代帝王來衡山祭拜南嶽聖帝時，都要請戲班子和民間藝人前來唱戲，以增添喜慶氣氛。
第四進院落內的御碑亭，因亭四周的簷板上撰寫了100個字體各異、構思巧妙的「壽」字，又叫百壽亭。亭內矗立的《御製重修南嶽廟碑》，是康熙皇帝於清康熙四十七年（1708年）題寫，御碑中欽定南嶽衡山為「主壽之山」，寓意來此祭祀朝聖的遊客能福壽安康、延年益壽。
南嶽大廟還是全國唯一道教與佛教和諧相處、同存共榮的廟宇，院內東側有八座道觀，寓意道教「紫氣東來」，西側有八座佛寺，寓意佛教「西方極樂」。雖然道、佛兩教信仰不同，卻都敬仰南嶽聖帝，體現了道佛共存一山，共融一廟，共尊一神的獨特宗教文化特色。
仿故宮太和殿而建的聖帝殿，是南嶽大廟的主殿，也是廟裡最大、最高的建築。整座建築氣勢宏偉，雕梁畫棟，殿內外矗立著72根石柱，均由整塊衡山花崗石鑿成，象徵著南嶽72峰，尤其是正門前的兩根石柱，高6米，直徑1米，每根重達14噸。
聖帝殿內供奉的「南嶽司天昭聖帝」泥塑金身像，高6.3米，狀貌威嚴。自古以來，民間就盛傳「南嶽聖帝有求必應」，因此每年都會吸引數百萬國內外香客前來朝拜，特別是八月初一南嶽聖帝神誕這一天，湧入大廟或山頂祝融殿的香客多達十萬餘人。