孔庙原名“卫学”，已有500多年历史。后因另有奉祀历代名将的“武庙”，故相对地又称孔庙为“文庙”。
孔庙外边南头，是丹墙青瓦的“照壁”。东西两侧各有一古老而颇富艺术性的 过街牌楼，在横额上分别刻着“德配天地”、“道冠古今”金黄大字，这是对孔子至 高至上的颂词。这两座牌楼又称文庙牌楼、是孔庙坐落方位的标志，也是我国古代装点街景特有的建筑，来源于汉代的衡门；文庙牌楼始建于明代，后经明朝万历、清朝康熙和民国年间重修。在两根高大的木柱上，通过3层横额和服龙华板， 由一攒攒制作精巧的斗拱，支撑着3座“五脊六兽”的四阿瓦顶。它不仅是天津地区仅存的两座过街牌楼，而且这种二柱三楼式木结构造型，也是我国现存牌楼中所罕见的。
孔庙自建成以来，历代修缮达20多次，其平面布局．仍然承袭我国传统的四合宫殿体系。“照壁”之内，四进的院落，从南向北，依次建有拌池、棂星门、大成门、大成殿、祟圣祠和东西配殿，其中有些是孔庙所特有的建筑和专用名称。如泮池，是座架着召桥的圆形或半圆形的水池子，来源于《周礼》中的“辟雍”，原意是周天子设置的四面环水的大学堂，踏上泮池，就好象进入了最高学府。棂星门是一座巍然挺立着4根冲天大校的牌楼，传说棂星是天上主管文教的神星，通过核星门，就可以得到神灵护佑。大成殿是“集之大成”的殿堂，位于全庙的中心， 殿内供奉孔予以及孟子、颜回等4配12哲人的牌位。祟圣祠是孔庙的后殿，是供奉孔子父母和五世祖先的地方。
最初，天津孔庙只有一处，到了清雍正年间，天津由卫改州，再升州为府。府驻天津，而府的首县又是天津，因此旧日的天津地方官，既有知府，又有知县。于是就把初建的孔庙归天津府管，称为“府庙”，雍正十二年(公元1734年)，在它的西边新建一座孔庙，归天津县管，称为“县庙”。府县两庙并列，建筑规模一样，这 种格局是国内任何有孔庙的地方所没有的。天津孔庙祭孔典礼，主祭官和陪祭官，历来都是穿明朝服饰，从未改穿过清朝礼服。祀孔音乐也与其他各地不同。由于政局变化，祭孔活动时常停辍，天津地方士绅中的崇古人士利用孔庙的附属建筑曾办过讲学组织，传授“国学”知识，也因此维护了孔庙的建筑。