Chùa Song Ngư nằm ở sườn thung lũng phía tây Đảo Ngư, được xây dựng đầu thế kỷ thứ XIII, gồm Thượng điện, Hạ điện và khuôn viên có tổng diện tích khoảng 3ha; mỗi chùa có 3 gian lợp ngói âm dương và kiến trúc mang đặc trưng thời nhà Trần. Đặc biệt trong khuôn viên Chùa Song Ngư đến nay còn nguyên vẹn 3 cây đại thụ là 2 cây lộc vừng và 1 cây dưới khoảng hơn 600 năm tuổi vẫn phát triển xanh tốt, ngoài ra ở sân chùa còn có giếng nước ngọt (được đặt tên là Giếng Ngọc) được đào từ khi chùa mới xây dựng và nước không bao giờ cạn.

Chùa Song Ngư nằm ở sườn thung lũng phía tây Đảo Ngư

Từ đất liền nhìn ra, đảo Ngư có hai đỉnh nên gọi là đảo Song Ngư. Hai hòn núi mọc từ đáy biển lên, đứng sát nhau. Ngọn lớn cao 133 m, ngọn nhỏ 88 m.Tương truyền, vùng biển này xưa kia rất dữ, rộng mênh mông và phẳng lì, không có đảo, không có vịnh.

Thuyền đánh cá khi ngang qua đây bị sóng dữ đánh chìm khiến nhiều người phải bỏ mạng. Có hai anh em nọ làm nghề chài lưới, thấy nhiều người đã mất mạng ở đây nên tình nguyện làm vật hiến tế cho trời để đổi lấy sự bình yên cho dân làng chài.

Một đêm trăng thanh, hai anh em chèo thuyền ra biển, lấy lễ vật cúng tế trời xong thì gieo mình xuống biển. Lập tức, biển nổi lên một hòn đảo có hai ngọn núi. Từ đó, vùng biển này hiền hòa, sóng êm, nước trong xanh và tôm cá rất nhiều. Người dân ở các làng chài ven vùng biển này gọi là đảo Song Ngư để tưởng nhớ sự hy sinh vì cộng đồng của hai anh em nọ. Hòn đảo này trở thành điểm tựa rất quan trọng cho ngư dân đi biển.

Ở chính giữa của chùa là giếng Ngọc. Nơi đây có nguồn nước vừa ngọt vừa mát, chuyên dùng để nấu rượu Song Ngư ngon nức tiếng ở vùng biển Cửa Lò.

Lão ngư Nguyễn Văn Hùng, người Cửa Lò, nói giữa trùng khơi sóng gió, nhìn thấy đảo là vững dạ. Khi có gió lớn, đảo Song Ngư là nơi để tàu thuyền trú tránh gió.Từ trên cao nhìn xuống, đảo Song Ngư như một hòn ngọc và sông Lam khi đổ ra Cửa Hội để hòa vào biển cả, giống như một con rồng. Có người ví đó là rồng nhả ngọc, một biểu tượng mang lại sự phồn thịnh cho vùng đất này. Đến nay, đảo Song Ngư vẫn là hòn đảo còn khá hoang sơ.

Năm 1963, một đơn vị quân đội ra đóng quân ở đây và quản lý hòn đảo này.

Ngôi chùa trên đảo Song Ngư mà vua Lê Thánh Tông ban chỉ dụ xây dựng nằm ở phía Tây hòn đảo, trên vùng đất hình quạt rộng chừng 5 ha, gồm hai nhà đối diện nhau qua sân chùa, mỗi nhà 5 gian là nơi người hành hương dừng chân trước khi vào hành lễ. Chùa là nơi thờ Phật và thờ Hoàng Tá Thốn, vị tướng thủy quân người Nghệ An đã có công đánh đuổi giặc Nguyên Mông, được ban chiếu phong là Sát Hải Đại vương.

Vườn chùa Song Ngư có nhiều cây xanh mọc tự nhiên như: đại, mưng, duối. Trong vườn chùa hiện có 2 cây lộc vừng cổ thụ hơn 700 tuổi.

Chùa chính có ba gian thượng điện và 5 gian hạ điện thâm nghiêm. Sân, vườn chùa rộng rãi, rợp bóng cây xanh. Trước sân chùa là hai cây lộc vừng cổ thụ khoảng 500-600 tuổi và giếng nước, người dân địa phương gọi là giếng thần vì đây là điểm duy nhất trên đảo có nước ngọt và không bao giờ cạn.

Phía Bắc đảo, gần kề khu vực chùa có bãi tắm đá cuội. Tương truyền, nơi đây là bến tắm của những nàng tiên. Về sau là nơi để khách hành hương tắm gội trước khi vào lễ chùa. Chùa Song Ngư có chiếc chuông đồng cổ được đúc từ thế kỷ 13 bị lưu lạc sang Trung Quốc nay đã được phục chế. Trên chuông có khắc bài minh văn bằng chữ Nôm đang là đề tài nghiên cứu của các nhà sử học.

Ngôi chùa đảo Song Ngư được tương truyền rất linh thiêng lại nằm trên tuyến đường thủy nối liền Bắc - Trung - Nam, giữa hai cửa lạch lớn là Cửa Lò và Cửa Hội, nên ngư dân và các nhà buôn bán thường ghé vào làm lễ cầu nguyện. Năm 2004, ngôi chùa được trùng tu và trở thành điểm đến tâm linh cho du khách.