八卦楼坐落于鼓浪屿东北部的笔架山东北麓，俯瞰厦门港，始建于1907年，1930年穹顶封顶，历时23年，主楼建筑面积6300平方米，其体量和高度都是鼓浪屿别墅之最。独特的地理位置与弯曲的建造过程，使八卦楼成为中国近代以来社会变迁的历史见证。
八卦楼是鼓浪屿为数不多的古典复兴式建筑，领悟了中西方建筑经典元素。古典复兴式建筑以古希腊与古罗马经典建筑为源头，具有简洁持重、雄伟伟大、纪念性强等特点。八卦楼吸纳了外国古典建筑的诸多元素——三段式立面和对称平面、圆形大厅和中心穹顶、古典柱式与三角形山花等。同时，在一些细节和用材上，兼具闽南传统建筑特色。
八卦楼的平面呈十字形对称、四面柱廊，角部设耳房，东立面凸出半圆形外廊，内部空间被十字交通空间划分为四个均等的利用空间。十字形中央则为圆形大厅，四层通高直抵赤色穹顶。角部封闭成耳房，设方形壁柱，东面中部入口处为两层通高的圆柱，由六根巨大塔斯干柱支撑，气势雄伟庄严。
三层以上呈现为逐渐紧缩的塔状顶部。三层主体内缩成八角形建筑，两翼各有一对称坡屋顶，外国空间由露台环抱。中部为圆形基座状塔楼，托起赤色穹顶，穹顶有八条校道，整体造型恢宏挺立、气势夺人。
东立面大门上方为端庄花岗岩三角形山花，及嵌入式椭圆形青斗石勋章造型，山花两侧以卷曲的短柱支撑，带有古典欧式浪漫色彩的装饰特色。
东立面两侧一二楼分别为成对塔斯干柱与爱奥尼柱，别的三面则为塔斯干柱。杜与柱之间以宝瓶装饰的栏杆相连。长方形门匾上浮雕为西式风格的花叶纹。大楼一、二层的外窗分别采取三角形和弧形窗楣，衬以小条石纤细造型，粗犷中透着秀气新奇。
隔潮层的承重外墙全部以花岗岩砌建，外廊立柱支撑的巨大横梁，楼顶檐口的挑檐线脚、水平条石，窗框窗套、窗楣和红砖墙上的叠涩楼层线，以及廊道柱基、护栏、门楣门匾及户外石阶等，均采取当地花岗岩。整座建筑如花岗岩、青草石、闽南胭脂砖、红瓦坡屋面等均采自地方材料。
主体大楼屋檐下一圈内凹的水平空间，模拟闽南红砖民居屋檐下的"水车堵"装饰带；廊道护栏中利用精细小巧的辉绿岩（青斗石）宝瓶式栏杆，也源自闽南近代民居的绿色疏璃瓶栏杆装饰；大楼四端耳房外墙采取闽南建筑特有的净水红砖墙，选用优质细腻的"胭脂砖"佛兰德斯砌法，并模拟红砖民居山墙上的鸟踏线设计出叠涩出檐的楼层线，可供窗户和墙体遮阳避雨。
建筑中最为显眼的是大量采取白色的水洗砂技法，外表抹上掺杂细白砂粒和眇小贝壳的水泥，待半干时用净水轻微冲刷表面，显露出平整的细白砂粒和贝壳，从而表现出朴实、素雅的外不雅观质感。
