轩辕庙也称黄帝庙，始建于汉代，是黄帝陵中的主要景点之一，也是祭祀黄帝的主要场所。轩辕庙依山傍水而建，坐北朝南，由轩辕庙和祭祀大殿两部分组成，主要建筑有庙门、诚心亭、碑亭、人文初祖殿和祭祀广场及祭祀大殿。

人文初祖殿始建于明朝，面阔七间，进深三间。门额上悬挂着程潜先生于1938年祭陵时所题写的“人文初祖”四个大字。轩辕庙东侧为碑廊，共存放古今石碑五十余通。

轩辕庙院中较为知名的便是黄帝手植柏，位于轩辕庙门内左侧2米处。相传它为轩辕黄帝亲手所植，距今5000多年，是世界上非常古老的柏树。柏树高20余米，胸径11米，苍劲挺拔，冠盖蔽空，叶子四季不衰，层层密密，像个巨大的绿伞。

祭祀大殿为2004年新建。大殿檐下正中悬挂着知名书法家黄苗子手书隶体“轩辕殿”三个大字。大殿前由花岗石铺就，陈设有“三山五岳”石。广场四周立有9对2米高的青铜牛鼎。