مسجد جامع سراب بنایی تاریخی است که تاریخ بنای آن به قرن نهم هجری می‌رسد. اما اخیراً در حفاری‌های به عمل آمده که جهت تعمیرات انجام می‌شد، معلوم شد که مسجد فعلی بر روی یک مسجد بسیار قدیمی احداث شده که آثار آن دیده می‌شود. این مسجد بدون مناره و گلدسته بوده و از نظر ساختمانی عبارت است از یک شبستان بزرگ، یک حیاط کوچک، یک منبر و سه محراب، ۳۶ ستون اصلی و ۲۹ ستون کاذب و نیم‌ستون که طاق‌های جناغی و گنبدهای مدور مسجد بر آن‌ها نهاده شده است. درب وردی شرقی دارای کتیه‌ای مرمرین بوده است که با خط نسخ متداول دوره گورکانیان و ترکمانان آق قویونلو معاصر سلطنت ابوالنصراوزون، حسن آق قویونلو بوده و تاریخ آن به سال ۸۷۵ هجری قمری ثبت شده است. این کتیبه به همراه یک کتیبه دیگر که در حفاری‌ها و خاکبرداری داخل مسجد در جریان مرمت و بازسازی مسجد پیدا شده بود، فعلا در سازمان میراث فرهنگی استان نگهداری می‌شود.
