제천 성내리 마을에서 동쪽으로 난 계곡을 따라 오르면 왼쪽에 까치성산이, 오른쪽에 동산이 길게 능선을 드리우고 있는데 그 깊은 품 안에 무암사가 있다. 신라시대에 지어졌다고 하나 정확한 창건 연대는 알 수 없고 조선 초기 이전부터 있던 것으로 추정된다. 다만 현재 법당인 극락전은 영조 16년(1740)에 중수한 것으로 확인되었으며, 이곳의 목조여래좌상은 극락전을 건립할 때 함께 조성된 불상으로 추정된다. 무암사에는 목조여래좌상 이외에도 청동보살머리, 전패 등의 유물이 전한다. 절에서 서남쪽 위치에 바위 봉우리가 하나 있는데 늙은 스님을 닮았다 하여 노장암이라 불리며 이 바위는 안개가 끼었을 때만 나타났다고 하여 이 절의 이름을 바위와 안개에서 따 무암사라 하였다고 전한다.
현존하는 당우로는 극락전, 칠성각, 산신각, 요사채, 객실, 수호실 등이 있으며, 극락전에는 목조아미타불좌상과 후불탱화, 지장탱화가 보존되어 있다. 부도 4기와 불기류, 촉대와 위패 등이 문화재로 지정되어 있고, 4기의 부도 중 수월당 부도는 조선시대의 것으로 1959년에 발견되었다. 특히 우부도는 창건 당시 목재와 기와 등을 운반하던 소가 죽자 사리를 모아 세운 사리탑으로 이 주변을 소부도골이라 한다. 대웅전 전면의 기둥은 수령 1,200년을 넘는 싸리나무의 기둥이라 하여 보존 가치가 높다. 절에서 현재 사용하고 있는 불기는 100년 이상 된 유기제품이며, 촉대와 위패는 정교한 솜씨로 조각하여 만든 특색 있는 유품이다. 사찰의 유물들로 보아 상당한 역사를 지녔을 것으로 생각되나 사적기가 없어 자세한 것을 알 수 없다.