این بنا در مرکز شهر قاین واقع شده ، به صورت تک ایوانی با دو قبله متفاوت در زمینی به مساحت تقریبی 2470 متر مربع و زیربنای 1050متر مربع بنیان شده است . عرصه داخلی مسجد در حدود 1200 متر و بقیه زیربنا به انبار و راهروهای ارتباطی اختصاص یافته است.
از شاهکارهی معماری این مسجد جامع، ایوان اصلی جبهه غربی بنا است که با 18 متر ارتفاع و 11 متر عرض با پوشش 4 طاق و سه فضای گنبدی ایجاد شده و گنبد میانی با جذابیت خاص مزین به مقرنس کاریهای بسیار ظریف و زیبا به رنگهای متفاوت است.
در طرفین این ایوان دو شبستان قرار گرفته که در بخش خلقی هر کدام از آنها چهار فضا به عنوان اتاق ایجاد شده است.کهن ترین نوشته تاریخی بنا کتیبه ای سنگی است که در بخش فوقانی محراب ضلع جنوب غربی قرار گرفته و نام جمشید بنی قارن ،سنه 796ه.ق بر روی آن نقر شده اس که احتمالاٌ تاریخ مزبور زمان تجدید بنا و مرمتهای انجام شده درز این نقطه از مسجد جامع قاین می باشد.
