의성 탑리리 오층석탑은 통일 신라 시대의 대표적인 석탑이다. 현재 정확한 건립 경위는 알 수 없으나, 전탑과 목조 건축의 수법을 함께 보여주는 축조 양식으로 보아 통일 신라 초기인 700년 전후 시기에 건립된 것으로 보인다.
의성 탑리리 오층석탑의 높이는 9.56m이고 기단 폭은 4.51m로 부분적으로 전탑 수법을 모방하였고 한편으로는 목조건물 양식 역시 보인다. 화강석으로 낮은 1단의 기단 위에 5층의 탑신부를 구성한 이 석탑은 특히, 제1층 탑신에 목조 건물의 수법을 따라 배흘림이 있는 네모기둥을 세웠고 기둥 위에는 주두(위쪽의 무개를 받아 기둥이나 벽으로 전달하는 넓적하게 네모난 나무)의 형태를 본떠 조각하였다. 각층 옥개석(탑신 위에 설치한 지붕돌)은 전탑의 구조를 본떠서 아래 윗면을 모두 단을 지어 조성하였다.
의성 탑리리 오층석탑은 전탑과 목조 건축의 수법을 동시에 보여주는 특징적인 구조를 가지고 있으며 경주 분황사 모전 석탑과 함께 통일 신라 전기의 석탑 양식을 연구하는 데 귀중한 자료로 인정되어 국보로 지정되었다.