Khuê văn các (nghĩa là "gác vẻ đẹp của sao Khuê") là một lầu vuông tám mái, bao gồm bốn mái thượng và bốn mái hạ, cao gần chín thước, do Tổng trấn Nguyễn Văn Thành triều Nguyễn đương thời cho xây dựng vào năm 1805. Gác dựng trên một nền vuông cao cân xứng có lát gạch Bát Tràng mỗi bề có chiều dài là 6,8 mét. Để bước lên được nền vuông này phài đi qua ba bậc thang đá. Kiểu dáng kiến trúc Khuê Văn Các rất hài hòa và độc đáo. Tầng dưới là 4 trụ gạch vuông, mỗi cạnh của trụ có chiều dài một mét và trên các mặt trụ đều có chạm trổ các hoa văn rất tinh vi và sắc sảo. Tầng trên là kiến trúc gỗ sơn son thếp vàng trừ mái lợp và những phần trang trí góc mái hoặc trên bờ nóc là bằng chất liệu đất nung hoặc vôi cát có độ bền cao.
Sàn gỗ có chừa 2 khoảng trống để bắc thang lên gác. Bốn cạnh sàn có diềm gỗ chạm trổ tinh vi. Bốn góc sàn làm lan can con tiện cũng bằng gỗ. Bốn mặt tường bịt ván gỗ, mỗi mặt đều làm một cửa tròn có những thanh gỗ chống tỏa ra bốn phía. Cửa và những thanh gỗ chống tượng trưng cho sao Khuê và những tia sáng của sao [9]. Mé trên sát mái phía cửa ngoài vào treo một biển sơn son thiếp vàng 3 chữ 奎文閣 (Khuê văn các). Mỗi mặt tường gỗ đều chạm một đôi câu đối chữ Hán thiếp vàng. Cả bốn đôi câu đối này đều rất có ý nghĩa.
Tạm dịch nghĩa như sau:
Gác Khuê Văn vốn là nơi xưa kia dùng để họp bình những bài văn hay của các sĩ tử đã thi trúng khoa thi hội. Gác nhỏ, kiến trúc giản dị nhưng tao nhã, đặc biệt lại được chọn dựng giữa những cây cổ thụ xanh tốt, cạnh giếng Thiên Quang đầy nước trong in bóng gác.
Phân tích. Theo Kinh dịch những con số lẻ (1, 3, 5, 7, 9) thuộc về dương, biểu hiện sự sinh sôi nảy nở và phát triển, Khuê văn các có 8 mái là bát quái, có thêm 1 nóc ở trên là 9, số cửu trù, số cực dương. [10]Theo quan niệm của người xưa, giếng Thiên quang hình vuông tượng trưng cho mặt đất, cửa sổ hình tròn của gác Khuê văn tượng trưng cho bầu trời, có ý nói nơi đây là nơi tập trung mọi tinh hoa của trời đất, có ý tưởng đề cao trung tâm giáo dục văn hoá Nho học Việt Nam. [11]Ngày nay, Khuê Văn Các ở Văn Miếu-Quốc Tử Giám đã được công nhận là biểu tượng của thành phố Hà Nội.
Hai cửa này cùng với gác Khuê Văn đồng thời mở đầu cho khu vực thứ hai, khu vực giếng Thiên Quang và hai vườn bia Tiến sĩ.[12]