หอนี้ สร้างไว้ทางด้านตะวันตกของพระที่นั่งไพศาลทักษิณ มีทรวดทรง มีขนาดมีเครื่องประกอบ และเครื่องตกแต่งหลังคาชายคาเช่นเดียวกับหอพระสุราลัยพิมานทุกประการหน้าบันจำหลักลายดอกเบญจมาศ ใบเทศ พื้นประดับกระจกสี

ฝ้าเพดานทั้งภายในและภายนอกเขียนทองเป็นลายดอกพุดตานดอกลอยและลายหงส์

พระทวารพระบัญชรประกอบด้วยเรือนแก้วลายดอกเบญจมาศ หน้าบานเขียนลายทองเป็นภาพใน แดนหิมพานต์บนพื้นแดง หลังบานและบานแผละเขียนลายทอง เป็นภาพการพระราชพิธีต่างๆ ทั้ง ๑๒ เดือน เรียงลำดับเดือนละ ๑ ช่องพระบัญชร

ผนังภายในหอนี้เขียนภาพสีน้ำเป็นภาพลวดลายเครื่องมงคลและเครื่องบูชาตามแบบจีน

หอพระธาตุมณเฑียรนี้ เป็นที่ประดิษฐานพระบรมอัฐิสมเด็จพระบรมราชบุพการี คือ พระบรมอัฐิ สมเด็จพระปฐมบรมมหาชนก พระบรมอัฐิพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวรัชกาลที่ ๑, ๒, ๓ พระบรมอัฐิ กรมสมเด็จพระอมรินทรามาตย์ กรมสมเด็จพระศรีสุริเยนทรามาตย์ กรมสมเด็จพระศรีสุลาลัย และพระอัฐิ สมเด็จพระราชบิดาในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวรัชกาลปัจจุบัน