路環天后古廟建廟時間已不可考，但廟內古鐘於清乾隆廿八年 (1763年)鑄造，所以估計已逾兩百年歷史，天后古廟今貌於清道光年間建成，供奉天后、關帝、財帛星君、魯班及華佗諸神，廟門外有一對雕刻精巧的石獅，另有一架木製水車，為路環居民百年前(約清光緒年間)救火之用，現已陳列於消防博物館。

天后（即媽祖）崇拜為澳門非常普遍。路環村漁民眾多，當中有不少是來自閩南地區，所以非常尊崇天后。最初天后古廟是在海邊，漁民上岸後便到廟宇感謝天后庇佑，香火因而非常鼎盛。天后廟曾經歷多次修繕和重建，當中能考證的包括三次重建和九次「大修」，使廟宇得以擴大自今天的規模，但亦因此難以找尋它的原址和創建時期。

天后古廟主體建築是一座二進有左右連廊的嶺南風格硬山式風格建築，一、二進建築均為廣三間及建有前柱廊，一進與二進之間的院內建有四方亭，亦稱「拜亭」，通常用於祭天。拜亭建築雖建於院中，但因其進深較淺而建得高，令整座廟宇顯得通透、光猛。

天后廟內共有十七塊牌匾，當中最古老為1826年（道光六年）的「德垂澤國」牌匾，相傳還有五塊已經不在的牌匾，數量足以反映居民對廟宇的重視和它的地位。不過真正說明地位的是立於廟內的「四方亭」。擁有四方亭的廟宇為「官廟」，功能除了信仰崇拜之外，也是居民議政之地。全澳共有五座官廟，而路環天后廟是島上唯一的，因而地位和意義非凡。今在譚公廟旁的《過路環勒石曉喻》碑，原本立於天后廟內，為廣東按察使警戒水兵勿貪，可見它的重要的地位，但後因修繕而被遷。

天后廟內有不少充滿藝術價值的文物，如牆上的壁畫、木雕以及屋脊上的裝飾等。而在四方亭邊上，放置了幾塊石製、形似金元寶、上刻卷草、飛龍、鯉魚等華美圖案的雕飾，名叫「酒船」，據記載製造於1826年。主要用於祭祀時，香客敬神後就會把酒灑在「元寶」頂上的淺坑中。通常一間廟宇中只能有一隻「酒船」，但路環天后古廟卻獨佔三隻，在澳門廟宇中亦屬罕見。

廟內也展示一條鯨魚骨，與譚公廟的同出一「鯨」。還有香爐、香案、木橎和龍頭牌等都是廟內上百年的古物。

路環天后廟曾為最重要和香火鼎盛的廟宇，見證路環村最早期的發現，以及村民對漁業的重視和媽祖的崇拜。同時，天后廟也保留了不少具歷史和藝術價值的文物，這更顯其重要之處。