Sau khi được ban Sắc tứ xây dựng (một tấm vải màu vàng ghi lại lệnh của vua), Hoàng hậu Nam Phương (vợ vua Bảo Đại) được chỉ định giám sát quá trình thực hiện. Chùa ban đầu chỉ xây nhà giảng và phần hậu tổ, đến năm 1953 thì xây thêm chánh điện.

Chùa nằm trên khu đất rộng gần 4 ha. Qua hơn 60 năm tồn tại, chùa trải qua đợt đại trùng tu vào rằm tháng 3 âm lịch năm 2012, đến 2/10 âm lịch năm 2016 thì khánh thị trở lại.

Đợt trùng tu đã dỡ bỏ hoàn toàn kiến trúc cũ và chỉ giữ lại phần chánh điện, các tượng Phật và một số cột chèo. Chánh điện là công trình chính của chùa, nằm trên 320 mét vuông đất, được chia làm hai gian chính. Nửa phần trước mang dáng dấp nhà dài Tây Nguyên nhưng cấu trúc cột kèo theo kiểu nhà rường Huế, còn nửa sau được xây theo lối hiện đại. Chính giữa điện là tượng Phật Thích Ca bằng đồng cao 1,1 mét toạ trên đài sen bằng gỗ quý.

Chuông đồng lớn được đặt bên cánh hữu của chùa. Chuông cao 1,15 mét, chu vi đáy 2,7 mét, nặng 380 kg do các nghệ nhân phường đúc đồng ở phía Tây kinh thành Huế hoàn thành vào tháng 1/1954.

Nhiều vật dụng từ xưa vẫn còn được giữ lại và sử dụng.

Đáng chú ý là các vách gỗ của chùa đều được chạm khắc hình hài những vị thần, các vị La Hán, Đức Phật.

Bên ngoài chùa, nằm ở cánh tả là một khu vườn được bố trí nhiều tượng La Hán. Hàng chục bức tượng được tạc nên nhờ công đức của Phật tử.

Tên gọi Khải Đoan được giải thích là 2 chữ đầu của vua Khải Định và Đoan Huy Hoàng Thái hậu, với ý ghi nhận công đức người sáng lập ngôi chùa.

Trong khuôn viên chùa còn có một gian nhà đọc sách. Tại đây có hàng trăm quyển kinh Phật được bày trí. Khách vãn cảnh chùa hay các Phật tử quan tâm có thể ghé chân và đọc miễn phí.

Hiện Khải Đoan là trụ sở của Phật giáo tỉnh Đắk Lắk, được người dân quen gọi là chùa lớn hay chùa tỉnh. Đây không chỉ là trung tâm sinh hoạt tôn giáo lớn mà còn là điểm dừng chân của nhiều Phật tử mỗi khi có dịp ghé chân mảnh đất Tây Nguyên.

Nhóm du khách đến từ thủ đô rất hân hoan khi thăm chùa dù bên ngoài trời nắng cao. Ông Thành (Hà Nội) nhận xét: "Chùa có kiến trúc rất đẹp và cổ kính".