Tháp Phước Duyên là một biểu tượng nổi tiếng gắn liền với chùa Thiên Mụ. Vào trung tuần tháng ba năm Giáp Thìn, niên hiệu Thiệu Trị thứ 4(1844), nhân ngày lễ bát tuần của Thái Hoàng Thái Hậu Nhân Tuyên Tử Khánh (tức Thuận Thiên Cao Hoàng Hậu, bà nội của vua Thiệu Trị), cũng là người nuôi dưỡng vua Thiệu Trị, vì mẹ của vua mất sau khi sanh xong có 13 ngày. Vua cho lập chùa Diệu Đế (nơi vua Thiệu Trị sanh ra và sanh sống lúc còn nhỏ), đồng thời xây tháp bảy tầng trước Nghi Môn chùa Thiên Mụ; tháp được đặt tên là Từ Nhân và đình Hương Nguyện ở trước tháp này.
Việc xây tháp Từ Nhân và đình Hương Nguyện được giao cho Hổ Uy Thống chế Huỳnh Văn Hậu làm Đổng Lý. Theo sách Đại Nam Thực Lục Chánh Biên có ghi chép về việc xây ngôi tháp này như sau: Năm Giáp Thìn, Thiệu Trị thứ tư, tháng 3, lập Tháp bảy tầng ở chùa Thiên Mụ. Bắt đầu xây tháp bảy tầng chùa Thiên Mụ gọi là tháp Từ Nhân, trước tháp xây đình Hương Nguyện, giao cho Hổ Uy Thống Chế là Huỳnh Văn Hậu đổng lý mọi việc…
Việc xây tháp Từ Nhân và đình Hương Nguyện có lẽ cũng do bộ Binh phái thợ và binh lính đến xây cất như trường hợp chùa Diệu Đế (Gia Hội). Hiện chưa biết rõ việc xây tháp này được tiến hành như thế nào, vì không còn tài liệu nào lưu trữ; chỉ được biết tháp và đình được hoàn thành vào tháng 7 năm Ất Tị (1845); vua Thiệu Trị cho đổi tên là “Bảo Tháp Phước Duyên”.
Sách Đại Nam Thực Lục ghi thêm các chi tiết: Năm Ất Tị, Thiệu Trị thứ 5, tháng 7, đổi tên tháp Thiên Mụ. Tháp Từ Nhân xây xong, nhà vua đổi tên là “Phước Duyên bảo tháp”, lấy ý nghĩa là: mười phương công đức phước duyên, muôn việc đều lành…Sau đó, lại mở trai đàn tại chùa Thiên Mụ, sai Thự Chưởng Vệ Tôn Thất Cung và Thị Lang Tôn Thất Hiệp đổng lý việc trai đàn này.
Khi bảo tháp mới tạo thành, nhà vua và những người trong Hoàng tộc cùng một số văn quan trong triều đến vãn cảnh, đồng thời cũng đã làm thơ văn để lưu niệm việc xây tháp và đình Hương Nguyện. Sau khi tháp Phước Duyên được hoàn thành, các Hoàng tử chọn ngày mồng 6 tháng 7 năm đó (Ất Tị) cung nghinh kim thân Thế Tôn đưa vào bảo tháp và tụng kinh Chúc Hổ.
Năm sau (1846) vua Thiệu Trị viết văn bia kể lại việc xây tháp Phước Duyên và bài thơ “Thiên Mụ chung thanh” khắc vào bia đá tại chùa này. Tháp Phước Duyên có 7 tầng, cao 5 trượng, 3 thước 2 tấc (21,2mét).
Tháp Phước Duyên xây theo hình khối bát giác (có 8 mặt) bên trong, từ tầng thứ 2 trở lên đỉnh có bực thang đi lên theo hình xoắn ốc. Bảy tầng này thờ 7 vị Phật khác nhau: Tầng thứ nhất thờ Phật quá khứ Tì Bà Thi; tầng thứ hai thờ Phật Thi Khi; tầng thứ ba thờPhật Thi Xá Phù; tầng thứ tư thờ Phật câu Lưu Tôn; tầng thứ năm thờ Phật Câu Na Hàm Mâu Ni; tầng thứ sáu thờ Phật Ca Diếp; tầng thứ bảy thờ Trung Nhiên Điều Ngự Bổn Sư Thích Ca Mâu Ni Văn Phật; đứng hầu hai bên Ngài là Tôn Giả Ca Diếp và Tôn Giả An Nan.
Bảy tượng Phật này lúc trước bằng vàng y, tượng Phật ở tầng trên cao lớn hơn tượng Phật ở tầng thấp. Tượng Phật Tì Bà Thi ở tầng dưới cùng nặng 25kg, tượng Phật Thích Ca Mâu Ni ở tầng thứ 7 nặng đến 300kg.
Đứng bên kia sông, tháp Phước Duyên soi bóng xuống dòng nước lửng lờ, trông rất thi vị. Khách đến Huế mộng mơ thường đi thuyền rồng ngược dòng sông Hương để đến viếng chùa, vãn cảnh