罗定学宫的大成殿与岭南地区大部分学宫一样，虽是重檐歇山顶式，但并非密闭封顶，而是通透的，这主要考虑南方的天气原因。北方冬季较长，空气干燥，大殿顶重檐密闭，有利保温保湿，冬暖夏凉。南方多雨水，气候较湿润，高温天气多，如果殿堂是密闭式的，殿内势必既热且湿。罗定学宫大成殿的殿顶，从殿内望去如两把重叠在一起的雨伞，两层屋檐间隔有一米多高，四周通透，站在殿内可看到大殿周围的景致，风从四面吹进殿内，但雨水却飘不进来。这种巧妙的设计，有利于通风透光，透气除湿；尤其是酷暑天气，殿内清风徐来，倍觉凉爽，这也是岭南地区学宫建筑因地制宜设计建造的范例。
这种通透的设计，从外观上看，庄重而不失灵巧。如果从高处俯视，大成殿呈正方形，四四方方，好似一枚传国玉玺，设计者寓意为“学而优则仕”。再仔细端详，大殿重檐顶的正脊灰塑两条金龙相对，戏耍葫芦，因葫芦与福禄谐音，故此景叫“双龙捧福禄”。这种脊塑，也是岭南地区所特有的。
在大成殿内，最让人瞩目的当属孔圣人像。像高2.557米，寓意从孔子诞辰日至雕像之时的2006年刚好2557年，历时两年雕成。大成殿修葺后，罗定市就四处苦寻适合雕刻学宫孔子像的木料而无果。忽一日有人在新兴县的河床发现了一棵千年古樟木，此木有三奇：一是奇迹，据专家考证，此树距今达2500多年，与孔子同时代，埋藏地下千年未腐烂；二是奇香，历经漫长岁月仍能散发出缕缕清香；三是奇缘，几经寻觅，偶得于佛教圣地禅宗六祖的故乡新兴县。该古樟木直径达2米，被人工截成三段后运到罗定学宫，其中一段长2.57米，非常适宜作孔子雕像的木料。像雕成后，正立于大成殿中央。只见圣像浑然一体，润泽光亮，神态自然，服饰纹路清晰优美；点睛之后，更觉孔子目光如炬，充满睿智，凡到学宫参观的游客都赞叹不已。
大成殿外檐雕花檐口板上正中还雕有一副书卷形额联。正中书“天开文运”，右边为“植纲常名教”，左边为“造棫朴菁莪”。所谓纲常是指“三纲五常”。“棫朴”是《诗·大雅》中的篇名，多以喻贤才众多；“菁莪”出自《诗·小雅》，指育才。帖联的意思是说：“孔子创立的儒学，制订了社会道德规范，培育众多的贤才。”大成殿檐口的额帖，各地文庙均不相同，罗定学宫的额帖尤为构思独特。
