Tổ Đình Thiên Thai toạ lạc trên diện tích rộng gần 6ha, nằm ở phía Bắc chân núi Dinh Cố. Công trình được khởi công xây dựng năm 1925, là Tổ đình của chi phái "Thiên Thai Thiền Giáo Tông" ở Việt Nam do Cụ Tổ Thiên Thai, tức Hòa thượng Huệ Đăng khai sáng.

Tổ Huệ Đăng thế danh là Lê Quang Hòa, quê ở Thôn An Dỏng, Xã Bình Thành, Huyện Bình Khê nay là Huyện Tây Sơn, Tỉnh Bình Định. Ông sinh năm Quí Dậu (1873) trong một gia đình Nho giáo. Từ khi lên 5 tuổi, ông đã được học chữ Nho, tiếng Pháp và võ nghệ. Sau đó hai năm, ông theo học ở trường Huyện. Nhờ bản chất thông minh và học giỏi, ông được tuyển vào học trường Tỉnh.

Năm 17 tuổi, Lê Quang Hòa tham gia phong trào Cần Vương chống Pháp. Năm 1895, phong trào chống Pháp của Phan Đình Phùng thất bại. Nhiều cơ sở, tổ chức ở Bình Định bị phá vỡ, anh em chiến sĩ bị bắt, bị tù đày. Ông tìm đường vào Nam và đi tu. Nhưng, hoài niệm cứu nước vẫn canh cánh trong lòng nên ông giảng dạy đạo pháp Phật giáo cho đệ tử gắn với tình yêu quê hương, đất nước. Vì vậy, ông đào tạo được nhiều tăng ni yêu nước.

Hòa thượng Huệ Đăng đã từng gặp cụ Nguyễn Sinh Sắc, thân phụ của Hồ Chí Minh. Hai người thường xuyên đàm đạo về chuyện nước, chuyện đạo, chuyện thế giới. Hiện trong chùa vẫn giữ hai chiếc ghế mà Hòa thượng Huệ Đăng và cụ Nguyễn Sinh sắc ngồi trò chuyện.

Hòa Thượng Huệ Đăng là nhà Nho uyên thâm, giỏi văn chương chữ Nho và chữ Nôm nên kiến trúc Tổ Đình Thiên Thai cũng khác lạ so với các chùa cổ khác ở Nam bộ. Chánh điện là tòa nhà vuông, cạnh khoảng 51m, có hai tầng mái, xây bằng đá xanh lấy ở núi và đục đẽo ngay ngắn. Giữa Chánh điện là điện thờ với lối kiến trúc hình chữ Ngũ độc đáo - một cột đá vuông ở giữa được bao xung quanh bởi bốn cột đá. Điện cũng có bốn bàn thờ làm bằng đá vẽ bốn hướng: Phía trước thờ Phật Thích Ca, phía sau thờ Tổ Sư Khai sơn Huệ Đăng, còn hai bên thờ Phật mẫu Chuẩn Đề và Bồ tát Quan Âm. Phía sau chánh điện là dãy nhà giảng, nhà khách, nhà trai và thất của chư Tăng.

Đại đức Thích Nhật Huy, Tri sư Tổ Đình Thiên Thai cho biết: “Khi kiến tạo chùa, vật liệu xây dựng rất hiếm. Ở đây chỉ có đất núi nhưng đá nhiều nên Sư Tổ đã huy động nhân công để chẻ đá, xây chùa. Sở dĩ có 5 cột đá là vì lúc Sư Tổ còn, ngài muốn cho chúng ta biết rằng tam giáo là Đạo Lão, Đạo Khổng, Đạo Phật cùng chung một chí hướng đi lên. Cột ở giữa là tượng trưng cho vạn pháp qui nhất, tức là tất cả các pháp của Đức Phật đều qui về một chỗ”.

Cũng theo Đại đức Thích Nhật Huy, năm 1941, Hòa Thượng Huệ Đăng về quê nhà Bình Định và tịch ở chùa Thiên Tôn vào ngày 11/7/1953. Các vị trụ trì trong Tổ Đình Thiên Thai đã lập tháp vọng trong khuôn viên Tổ Đình để thờ nhằm ghi nhớ công đức của Hòa thượng Huệ Đăng, người đã khai sơn Tổ Đình Thiên Thai và sáng lập “Hội Thiên Thai Thiền Giáo Tông”, góp nhiều công đức trong việc chấn hưng và phổ truyền đạo pháp Phật Giáo gắn liền với độc lập, tự do của dân tộc ở Nam bộ và các Tỉnh miền Nam Trung bộ.

Với không gian huyền ảo, thơ mộng, cùng hang động, cây cỏ, tiếng chuông chùa và những câu chuyện gắn với người lập chùa, Tổ Đình Thiên Thai từ lâu đã thật sự là một cõi thiên thai, một điểm du lịch tâm linh nổi tiếng của tỉnh BR-VT.