Chùa có tên chữ Hán là "Quang Linh Tự" nghĩa là rạng rỡ, linh thiêng. Tuy nhiên cũng như nhiều nơi khác, chùa làng thường được gọi theo địa danh nên thường gọi là chùa Mạch Tràng.

Mạch Tràng vốn là một làng (đã có lúc là một xã - " Nhất thôn nhất xã") có từ lâu đời, nằm ở phía Nam bên ngoài thành Cổ Loa, trên một khu đất cao ráo, cạnh sông Hoàng. Theo truyền thuyết: Từ thời Âu Lạc, An Dương V-ương đã đem giống lúa mạch về dạy dân trồng cấy và đặt kho lương thực của Âu Lạc tại đây. Sau này, thời Ngô Quyền lại mở trường học của quốc gia nên có tên là Mạch Tràng.

Khu vực chùa Mạch Tràng có tổng diện tích gần 5.000m2. Tam quan, tiếp giáp với đường làng, có lối đi qua khu vườn ao dẫn vào Tiền đường và Thượng điện, tại đây có hai toà Giải vũ như là hai hành lang dẫn tới nhà Tổ, nhà Mẫu ở phía sau.

Tam quan nằm ở chính diện trên trục "Hoàng đạo" của ngôi chùa, là một kiến trúc gỗ ba gian hai tầng bốn mái, tường hồi bít đốc, tay ngai. Cả công trình có bốn vì kèo gỗ với gian giữa rộng hơn hai gian bên, được thiết kế theo kiểu "Thượng chồng rường - xà, trung chồng rường - giả thủ" ngồi lên xà cột; vì hạ có bẩy hiên cả trước và sau. Đây là một kiến trúc có hai chức năng: Cổng cửa và gác chuông. Trên nóc vì giữa có ghi niên đại Khải Định thứ năm (1920) đây là niên đại một lần tu bổ chùa.

Tiền đường có năm gian hai dĩ được làm kiểu khung gỗ lợp ngói ta, hai đầu hồi xây bít đốc, tay ngai, trụ biểu và được đặt trên một nền cao có bậc lên kiểu "Tam cấp". Tên chùa "Quang Linh Tự" bằng chữ Hán được đắp trên khuôn biển trên chính giữa bờ nóc mái. Các bộ vì gỗ được làm theo thể thức "Thượng chồng rường kê đấu, trung chồng xà kê trụ, tiền kẻ, hậu bẩy". Trên các cấu kiện gỗ chính của Tiền đường có chạm khắc, trang trí nhẹ nhàng vân mây, hoa cúc hoặc hình cánh sen. Tuy nhiên, đáng chú ý là ở hai bức cốn "Bán mê" ở bộ vì giữa có các chạm nổi như một phù điêu đặc tả "Tứ linh quần tụ". Long chầu kết hợp với Tứ quý ở thân kẻ phía dưới. Là những tác phẩm khá đẹp trên kiến trúc.

Toà Thiêu hương - Thượng điện nối mái với gian giữa Tiền đường, gồm bốn gian hai dĩ. Các vì kèo gỗ ở đây có dạng thức: "Thượng chồng rường, con nhị, hạ kẻ truyền", nhưng xà nách gối lên tường bao hai bên nên thực chất chỉ có hai hàng chân cột.

Các bệ tường xây trát đơn giản được đặt ở các gian chính giữa ở bốn cấp bậc và ở sát tường hồi, tường hậu. Trên các gian của toà Thiêu hương - Thượng điện đều có trang trí cửa võng và hoành phi câu đối có nội dung ca ngợi Đức Phật.

Sau Thượng điện, cách một khoảng sân nhỏ là nhà thờ Tổ và Mẫu. Đây là toà nhà có năm gian được làm theo mặt bằng hình chữ "Đinh" nhưng chỉ có hai gian "chuôi duộc" phía sau. Hai hành lang được lối thông với nhau qua kiến trúc này tạo thành lối đi chung ở phía trước. Các bộ vì đều có dạng thức "Chồng cốn, kẻ chuyền, tiền kẻ, hậu bẩy" và được xây kiểu "bít đốc, chừa hiên". Trước hai bên hành lang, có hai tháp Sư tổ. Ngoài ra, có một tháp khác đặt sau Tam quan nối vào chùa.

Nhìn chung, qua bố cục và các đặc điểm tạo tác, kiến trúc chùa Mạch Tràng có niên đại cuối thế kỷ XVIII đầu XIX. Ở một số công trình đã có sự trùng tu vào thế kỷ XX và gần đây, đã có đợt tu bổ lớn trong hai năm 2000-2001, vì thế các kiến trúc đã trở nên chắc chắn do được thay thế bằng các vật liệu bền chắc như gỗ lim, gạch bát hay ngói phục chế, nhưng kiểu thức kiến trúc cổ truyền vẫn được giữ lại - nhất là các trang trí, chạm khắc gỗ trong chùa.

Bức cửa võng tại khu Thượng điện là di vật phải kể đến đầu tiên. Với phong cách chạm lộng, chạm thủng, bong kênh, người ta gọi các bức cửa võng này là cửa võng "Thiều châu". Trên các bức "Thiều Châu", các nghệ nhân đã kết hợp hài hoà giữa cách tả thực và cách điệu để thể hiện hình tượng "Tứ linh" và "Tứ quý" - chủ yếu là "thông, cúc, trúc, mai". Có những bức đã đạt đến sự tinh xảo với các đường chạm thể hiện linh vật như rồng, hổ phù hay hoa lá đan xen trên một cái nền khung xương chính là các đường chân triện gốc cây theo hệ "Tứ quý".

Các cửa võng đều được sơn thếp kỹ lưỡng, màu sắc rực rỡ, mang phong cách nghệ thuật thời Nguyễn thế kỷ XIX. Đây là những di vật đặc sắc tăng thêm vẻ đẹp và giá trị của kiến trúc ở Tiền đường và Thượng điện.

Có bẩy hoành phi và bẩy đôi câu đối ở trong chùa mà nội dung ca ngợi Đức Phật, về tích phật, cảnh thiền với lối viết chân, triện có trang trí các dây hoa chanh ở diềm xung quanh trên nền hồi văn và được sơn son thiếp vàng.

Một số chạm khắc trên khám thờ và y môn gồm nhiều mô - típ trang trí: “Tứ linh”, “Tứ quý”, “Lưỡng long chầu nguyệt”, “Ly hoá”, “ Phượng chầu”, “Quy sen”, “Hổ phù”. Với lối chạm tỷ mỉ có đường nét mềm mại, sống động.

Hầu hết các bức chạm ở chùa này đều mang phong cách nghệ thuật có niên đại tương đương với niên đại của chùa.

Có 38 pho tượng tròn được tạo tác bằng chất liệu thổ mộc, chủ yếu được thờ ở Thượng điện.

Cũng như ở nhiều chùa khác, ba pho Tam thế được đặt trên bệ cao nhất sát tường hậu với kích thớc và hình thể tương tự như nhau, ngồi kiểu “Kiết già” trên đài sen. Tượng được tạo tác theo phong cách truyền thống: Chỏm sọ nổi cao, tóc kiểu bụt ốc kết thành hàng, lông mày cong, mắt khép hờ nhìn xuống, miệng ngậm ưu tư, cổ cao ba ngấn, tai chảy dài; thân khoác áo cà sa hở ngực, tay đặt trên lòng đùi.

Lớp tượng thứ hai là “Di đà Tam Tôn”, to lớn với các nếp áo cà sa được miêu tả rất sống động, cùng với “Đại thế trí Bồ tát” và “Quan thế âm Bồ tát” ở hai bên. Phật A di đà biểu hiện cho sức mạnh siêu nhiên để cứu vớt chúng sinh làm chỗ dựa cho thế nhân con người.

Tiếp theo là các tượng “Thế tôn”, biểu hiện cho phật Thích ca và các tư-ợng “A Nan Đà” cùng “Ca Diếp” - hai trợ thủ của Đức Phật, trong đó “A Nan Đà” được coi là Tổ thứ hai của phái “Thiền tông”.

Lớp thứ tư, sát với khu Thiêu Hương, trên cùng một bệ có đặt tượng “Di Lặc” và “Địa Tạng”, chính giữa ngoài cùng là toà Cửu Long. ở hành lang hai bên có bệ đặt bốn pho “Thập điện Diêm Vương” và “Bồ tát”, tượng Sư tổ.

Sau cùng, ở trong cùng của Thượng điện có bệ tượng “Quan âm chuẩn đề” và “Quan âm tống tử”.

Toà Cửu Long ở đây đặc tả một động có chín con rồng chầu phun nước; chính giữa có tượng “Thích ca sơ sinh”, xung quanh động có các tượng nhỏ thể hiện các thân thế của Đức Phật, các vị Bồ tát. Toà Cửu Long được chạm khắc công phu, sơn son thếp vàng rực rỡ, như một bức tranh sống động miêu tả phật Thích ca khi mới ra đời với một hình tượng nổi tiếng: “Thiên thượng, Địa hạ, duy Ngã độc tôn”.

Hầu hết các tượng ở đây đều sơn thếp kỹ lưỡng. Mặc dù số lượng không nhiều và không đầy đủ với một ngôi chùa thờ phật, nhưng thể hiện nghệ thuật tạo tác khá cao, niên đại thế kỷ XVIII, XIX.

Một điều đáng chú ý là trong chùa có thờ tượng Hậu - một nam, một nữ, với phong cách tả thực, dáng vẻ gần gũi và sinh động. Các đường nét thể hiện tóc, áo, mũ phản ánh thân thế, quyền quý của “Hậu”. Có thể điều này là đúng với việc truyền tụng rằng: Đó là một vị công nương nhà chúa Trịnh và chồng bà đã có công trong việc dựng chùa nên được thờ ở đây. Đây là hai pho tượng thổ được đặt trên bệ sen bằng gỗ và được sơn thếp.

Tại nhà Tổ - Mẫu, phần hậu cung (chuôi duộc) có đặt ban thờ Mẫu với đủ bốn vị: Mẫu Thượng Thiên, Mẫu Thượng Ngàn, Mẫu Thoải và Mẫu Địa; bốn vị Quan Hoàng và Đức Thánh. Ở phía ngoài có ban thờ “Tứ phủ công đồng” và hai tượng cậu đứng chầu. Các vị sư tổ của chùa, được tạc tượng thờ tại hai gian của Tiền Tế: Bên phải thờ Sư tổ, bên trái thờ Sư ân. Hàng năm, ngày giỗ Tổ được tổ chức trang trọng vào ngày 28 tháng 2 Âm lịch.

Việc thờ Mẫu, như chúng ta thường thấy ở các chùa chiền, là sự phản ảnh một quan niệm tín ngưỡng dân gian từ lâu đời, nhưng lại được phát triển đậm đà cách đây chứng ba thế kỷ, do những điều kiện lịch sử nhất định.

Các tượng thờ ở điện Mẫu hay động Sơn Trang thường có kích thước nhỏ, hình dáng nhất là trên khuôn mặt, được tả thực, rất dung dị, sử dụng màu sắc của trang phục hoà quyện với màu sắc của cỏ cây hoa lá. Đó là sự phản ánh một tâm thức dân dã, gần gũi với cuộc sống, với thiên nhiên của quần chúng lao động.

Ngoài hệ thống tượng thờ Phật, thờ Mẫu, thờ Tổ và Hậu, những hiện vật cần phải kể đến là chuông đồng và một số đồ thờ như đỉnh hương, lọ hoa, đài lễ. Quả chuông được đúc năm Nhâm Thìn (có thể là năm 1982), tuy không to lớn nhưng cũng trang trí đẹp: chuông có bốn núm với quai là một đôi rồng chầu được đúc với những đường nét sắc xảo, mềm mại. Tên chuông được ghi rõ: “Quang Linh tự chung” (có nghĩa là: chuông chùa Quang Linh).

Có 12 bia đá mang niên đại thời Nguyễn. Hầu hết có kích thước nhỏ được trang trí trên trán và diềm với các mô - típ “ Cúc lão hoá long”, “Long chầu” và cúc dây, hoa lá. Bia được gắn vào tường nên chữ bị mờ nhiều. Tuy nhiên, ta cũng biết được nội dung ghi lại việc bầu Hậu, các tên Hậu, ruộng Hậu, ruộng gửi giỗ. Trong các bia trên, nhiều bia có từ thời Tự Đức giữa thế kỷ XIX.

Chùa Mạch Tràng là một công trình kiến trúc tôn giáo cổ có khuôn viên và bố cục mặt bằng khá đẹp. Nằm trong một khu vực thoáng đãng gần khu Đình thờ An Dương Vương và công chúa Mỵ Châu. Chùa Mạch Tràng, ngoài những giá trị văn hoá lịch sử được chung đúc từ lâu đời, còn là một khu di tích danh thắng của địa phương, của khu vực Cổ Loa và của Hà Nội.