فضاهای معماری مسجد مشتمل بر شبستانی گنبددار شامل پنج رواق است. آن‌چه از معماری بنا برجای مانده حکایت از آن دارد که تنها دو دهانه غربی گنبد مقابل محراب دارای تزئینات بوده که شامل گچ‌بری‌های، اسلیمی بر تاق‌های رواق محراب، رنگ‌های الوان بر روی اندود گچ، ستون‌نماها با طرح مارپیچ و کاشی سفید و آبی در اطراف محوطه محراب بوده است. در مرکز بنا، گنبدی بر روی چهار تویزه زده شده بوده که بعداً ویران شده است. ایوان مسجد با ارتفاعی در حدود 30 متر در برابر گنبد قرار دارد و با قوس هشت قسمتی و سقف نیم گنبدی کاربندی شده است و طرفین ایوان، مسجد کرمانی و مسجد گنبد سفید قرار گرفته‌اند که از داخل ایوان، دو درگاه به آنها راه دارد. در این ایوان، دو نوع کاشی‌کاری متعلق به دو دوره مختلف به کار رفته است. بر اساس شواهد موجود سبک بنا به معماری سده هشتم نزدیک‌تر می‌باشد. در متون بانی خیر مسجد عتیق را (رضی‌الدین احمد متولی)، متعلق به 720 ه.ق ذکر نموده‌اند.
