مسجد جامع شهرضا یکی از زیباترین آثار تاریخی این شهرستان واقع در مرکز شهر و ورودی بازار قدیمی است. این مسجد مربوط به دوره سلجوقی، گنبدی با ارتفاع ۱۰ متر و مناره‌ای با ارتفاع ۱۵ متر دارد و سبک معماری این بنا از نوع ضربی است که در ساخت آن از آجر ساده استفاده شده است. این بنا با شبستانی بزرگ، محرابی نقاشی شده و منبری سنگی در ابتدای بازار بزرگ سر پوشیده شهرضا قرار گرفته است. تاریخ بنای این اثر گران‌بها بر اساس لوحی که در سال ۷۳۹ نگاشته شده به قرن هشتم هجری می‌رسد. در دالان این مسجد بر یک سنگ وقف نامه‌ای موجود است که مقداری از آب ملک «صحرای موقان» شهرضا را وقف مسجد کرده تا از منافع حاصله سهمی را با سادات فقیر و سهم دیگری را صرف تعمیر و فرش و روشنایی کنند. به مرور زمان بافت قدیمی مسجد دستخوش تغییراتی شده که می‌توان به مواردی نظیر خراب کردن حوض آب وسط حیاط و جابجایی سنگ آب آن به کاروانسرای جعفرخان اشاره کرد.
