唐朝大理寺是唐朝最高司法机关，依法行使中央司法审判权。主要职责有两点：一是审理中央百官以及京师徒刑以上的案件;二是复核或者重新审判刑部移送过来的死刑和疑难案件。
《大唐六典·大理寺》上记载：“大理卿之职，掌邦国折狱详刑之事，以五听察其情，一曰气听，二曰色听，三曰视听，四曰声听，五曰词听。以三虑尽其理，一曰明慎，以谳疑狱，二曰哀矜，以雪冤狱，三曰公平，以鞠庶狱。凡诸百司所送案犯，罪至流、死，皆上刑部，覆于中书、门下。”
除了以上职能外，大理寺还会参与立法，大理寺官员在对案件进行审判的同时，也参与制定和修改律令的工作。同时，大理寺也负责管理监狱。
唐朝大理寺的最高长官叫大理寺卿，总管大理寺的一切事务，从三品。简单一点来说，大理寺相当于现在的最高人民法院，大理寺卿相当于现代的最高人民法院院长。
大理寺卿下面设少卿2个人，也就是副长官，从四品上。大理丞6个人，主要职责就是审判，从六品上，掌分判寺事，正刑之轻重。大理正2个人，从五品下，主要职责就是复核大理丞的审判，根据刑法科条参议用刑之轻重，若大理丞断罪不当，则以法正之。
除此之外，还有些具体执行人员，比如主簿，负责掌大理寺之印章，凡官吏抵罪及雪免，皆立簿籍。狱丞，负责掌率狱史，管理囚徒。大理司直，从六品上，主要负责出使按狱和监刑，以及参与大理寺的一些疑难案件。当然，还有其它职位。
总之，整个大理寺上上下下加起来大概有三百多个人，官吏的职责清晰，分工明确，有条不紊的运行着。
那么，大理寺从何而来?
自古有之，实际上，我国历史上很早就有专门负责刑法的官职，只不过叫法不同而已，周王朝以前叫士，西周时叫秋官，春秋时叫大理，战国时代叫廷尉，秦汉沿袭廷尉的叫法。
廷尉是秦汉九卿之一，也是廷尉寺的长官，秩中二千石，属官有廷尉正、廷尉监、廷尉平等，都是司法官。北齐以后，廷尉正式改称大理，随后一直沿用到明清。也就是说从北齐开始，古代最高司法官和司法机关，正式确定为大理寺卿和大理寺。
具体到唐朝，大理寺的叫法也曾更改过，比如唐高宗龙朔二年(公元662年)改称详刑寺，光宅元年(公元684年)改为司刑寺，神龙元年(公元705年)改回旧称大理寺。
肯定有人好奇，为什么叫“大理寺”?
据《甘石星经》上的记载：“大理二星，在宫门内，主刑狱事也”，《玩象玩占》上称：“大理二星在垣门之左，靠近阴德。”所以，主管刑狱的官员也有“大理”之称。《韩非子》里面也有说：“理，治狱官也。有虞氏曰士，夏曰大理，周曰大司寇。”
“理”在《韩非子·解老》中解释为：“凡理者，方圆、短长、粗靡、坚脆之分也，故理定而后物可得道也。”而汉朝九卿的办公地址也称之为“寺”。这就是为什么叫“大理寺”的原因。
唐朝大理寺和刑部是什么关系?
刑部属于行政机关，大理寺算司法机关。刑部属于六部之一，掌律令、刑法、徒隶并平议国家之禁令，主要负责审定朝廷法律，复核各地和大理寺送到刑部的案件，另外直接负责审理京畿地区待罪级别以上的案件。其属有刑部、都官、比部、司门四司。
至于到唐朝，唐朝的刑部有一个最主要的职责就是负责审核大理寺判处仗刑以上的案件。咋一看，刑部的权力似乎比大理寺的要大。事实上果真如此吗?不尽然。
虽然刑部对大理寺的审判有复核的权力，但并不意味着刑部能够完全决定大理寺的审判，因为刑部如果不同意大理寺的审判，并不是一种否决，只是发回去重审，最终权还是在皇帝手中。
同时，大理寺还能复核或者重新审判刑部转送给地方的疑难案件和死刑案件，一定程度上对刑部具有牵制。
所以说，大理寺和刑部其实是一种相互制约、相互监督又各司其职的关系。
在唐朝，每当遇到审理重大案件的时候，大理寺、御史台、刑部会组成三司，这三个机关的长、贰两官联席审讯，称为大三司，也就是大理寺卿会同刑部尚书、御史中丞共同审理，叫“大三司”，也谓之“三堂会审”。若由大理司直或评事、御史、刑部郎官联席会审，则称为小三司，也就是大理寺司直、御史台御史和刑部郎官联席会审，就叫“小三司”。
御史是古代监察机关，从秦汉到明清，中央的监察官员，无论什么级别，都叫御史，从不改名。唐朝沿袭以前的制度，全国最高监察机关也叫御史台。最高长官为御史大夫，1人，正三品。《新唐书·百官志》云：“大夫掌以刑法典章，纠正百官之罪恶”，《唐会要·御史台》云：“正朝廷纲纪，举百家紊失”。
唐朝，尤其是唐太宗年间，各种制度很完善，对于司法机关的职能和人选也很重视，据《唐会要·大理寺》的记载，唐太宗曾对臣属说：“大理之职，人命所悬，此官极须妙选”。
不过安史之乱后，各种制度均遭到破坏，再加上藩镇割据、宦官专权，唐朝政府的各个机构已经无法正常运转，而作为司法机关的大理寺也未能豁免。唐朝中后期，大理寺官员无法正常履行职责，地位下降，不被重视。一定程度上也可以反映出大唐中央集权的衰弱。