사자암은 조선 후기로 넘어가면서 피폐해졌으나 1726년 숙종의 여섯째 아들 연령군의 부인 서씨가 남편의 명복을 빌기 위해 조선 초기에 조성된 것으로 보이는 극락보전의 아미타불상에 개금불사를 하면서 면모를 일신하게 되었다. 그 후 1846년 지장시왕도와 신중도, 1880년 현왕도를 봉안하였는데 지장시왕도·신중도·현왕도·영산회괘불 등 사자암소장불화 4폭은 19세기 후반 서울·경기 지역에 유행하던 불화의 특징을 잘 보여주는 작품으로 2005년 7월 6일 서울특별시유형문화재 제200호로 지정되었다. 1936년 극락보전을 보수하고, 1985년 극락보전과 단하각, 수세전, 요사채를 중건하였으며 범종각을 신축하였다.

사찰의 건물들은 주전각인 극락보전을 중심으로 ‘ㅁ’자 형태로 배치되어 있다. 정면 3칸·측면 2칸의 극락보전은 겹처마 맞배지붕 다포집으로 내부 천정은 연등천장이며, 바닥은 우물마루이다. 주존불로 아미타불을 모시고 있으며 외벽에는 심우도와 고승과 선사들의 불도 이야기를 내용으로 한 벽화가 그려져 있다. 극락보전 맞은편에는 정면 7칸·측면 3칸의 겹처마 팔작지붕 건물인 강당이 있는데 이곳은 설법전으로 사용된다.

극락보전 옆에는 특이하게도 사자후라는 현판이 걸린 범종각과 요사채들이 있으며, 극락보전 서쪽으로 난 계단을 오르면 국사봉으로 올라가는 지형 윗부분에 단하각과 수세전이 자리한다. 단하각은 정면 1칸·측면 1칸의 맞배지붕집으로 내부에 독성상·산신탱·독성탱을 봉안하고 있으며, 단하각에서 계단을 조금 더 올라가면 역시 정면 1칸·측면 1칸 규모로 칠성탱을 봉안하는 수세전이 나온다. 사찰 입구에는 여느 사찰의 웅장한 일주문과는 다르게 대문이 달려 있는 소박한 일주문이 있다.