Chùa có tên là chùa Dơi vì ngôi chùa này từ lâu đã là nơi trú ẩn của khoảng 1 triệu con dơi, phần lớn có sải cánh 1-1,2 m, những con lớn nhất có sải cánh lên tới 1,5 m.

Chùa gồm 3 công trình kiến trúc chính là chính điện, Sala và nhà thờ cố lục cả Thạch Chia, người có công trong việc trùng tu lại ngôi chùa. Ngày 15/8/2007, gian chính điện của chùa (rộng khoảng 200 m²) đã phát hỏa. Ngọn lửa đã thiêu rụi toàn bộ mái trên của chính điện, cửa gỗ, cột, kèo, hàng chục tượng Phật và nội thất bên trong. Theo ông Võ Thanh Tòng, Phòng nghiệp vụ Du lịch, Sở Văn hóa, Thể thao và Du lịch tỉnh Sóc Trăng cho biết, chùa được xây dựng, trùng tu lại gần giống hệt như lúc trước. Tất cả đều theo lối kiến trúc truyền thống Khmer ở Đồng bằng Sông Cửu Long. 

Ở đồng bằng sông Cửu Long có chừng 600 ngôi chùa của đồng bào dân tộc Khmer, thì chùa Dơi nổi lên như một quần thể kiến trúc đẹp vào bậc nhất. Ngay từ cổng vào cho đến kiến trúc mái chùa đã cho thấy nét tinh xảo đặc trưng. Mái chùa gồm hai tầng lớp ngói mầu. Phía đầu hồi, bốn đầu mái được chạm trổ tinh xảo hình rắn Naga cong vút. Trên đỉnh chùa có một ngọn tháp nhọn. Hàng cột đỡ bao quanh chùa, mỗi cột có một tượng tiên nữ Kemnar đôi tay chắp trước ngực như đang cất lời đón chào khách thăm viếng. Trong chính điện (sanctury) có một pho tượng Phật Thích Ca  cao khoảng mét rưỡi.

Bên ngoài chính điện được trang trí bằng các hoa văn, phù điêu mang đặc trưng của kiến trúc Khmer Nam Bộ. Bên trong, là câu chuyện về sự tích Đức Phật Thích Ca qua 28 bức tranh được vẽ trên tường. Những bức tranh miêu tả cuộc đời Đức Phật, từ lúc ra đời tới khi được khai minh rồi nhập Niết bàn. Bên cạnh đó còn có một pho tượng sinh động miêu tả Đức Phật cưỡi trên rắn thần Muchalinda. Các bức tranh được sắp xếp lại theo một trật tự logic hơn để người xem dễ hiểu. 

Trong khu vườn rộng còn có nhiều bảo tháp (stupa) chứa di hài các nhà sư quá cố, có lò hỏa táng, nhà ở của các sư và nhà hội Sa La như kiểu nhà rông hay hội trường...

Ngoài không gian để thờ cúng, chùa Dơi còn có khoảng không gian rất rộng cho nhiều loại cây cối khác nhau. Chính nét thanh tịnh và độc đáo của chùa mà mỗi ngày đều có rất nhiều du khách viếng thăm nơi đây. Dưới vườn chùa rợp bóng mát, hàng đàn dơi treo mình ngủ trên cây trong không gian bình yên, trong môi trường trong lành ở chùa Mahatup.