猿投神社の山中観音堂は、今では別々のものと思われている神道と仏教が、千年以上もの間、日本で不可分に結びついていたことを静かに思い出させてくれる。この観音堂は、10世紀後半に彫られたとされる千手観音像を安置するために、16世紀に建てられたものである。

当時の猿投神社には多くの堂宇や僧坊が存在し、山中観音堂もその一つだった。本殿から北東に300メートルほど離れた山腹に像とお堂を置き、その方向からやってくるとされる悪霊を追い払った。明治維新で神仏分離令が出されるまで猿投神社の一部だった。この令が出されると多くお堂や仏像などが壊されることになった。山中観音堂は、猿投神社の宮司が「境内の外にあるから関係ない」と説得したために、このような事態を免れたと考えられている。

現在、山中観音堂は千手観音像や、神仏分離で取り壊された近隣のお堂から持ち込まれた仏像などが今も安置されている。一般公開はされていない。