مسجد مطلب خان خوی ویژگی‌های معماری کم نظیر دارد که این مسجد را از دیگر مساجد تاریخی کشور متمایز کرده است، در واقع محراب این مسجد با ۱۲.۵ متر ارتفاع و ایوان آن با 15 متر ارتفاع از بلندترین محراب‌ها و ایوان‌های مساجد در ایران است.

این مسجد که در بافت مرکزی شهر خوی واقع شده شبستان بزرگ روباز مربع شکلی دارد که دور تا دور آن را حجره‌های دو طبقه و شاه نشین‌های بلند و ایوانی عظیم احاطه کرده، جبهه بیرونی و درونی این مسجد آجری بدون تزئینات است، قسمت‌های داخلی ایوان و طرفین ورودی آن در آجر چینی با پس و پیش کردن آجرها فرم خاصی دارد.

قسمت بالای محراب ورودی شبستان، با مقرنس‌های درشت گچی تزئین شده و در طبقه بالا در چهار گوشه شبستان فضاهایی با نرده‌های چوبی برای نشستن زنان تعبیه شده و دسترسی به این فضاها از طریق پله‌هایی که در چهارگوشه بنا وجود دارد تأمین شده است.

ساختمان اولیه مسجد مطلب خان در دوره ایلخانی در بافت مرکزی و قدیم شهر خوی بنا شده است که بنا بر گفته ها پس از تخریب شدن، یک بار دیگر در حدود ۱۲۵۵ هجری قمری به همت مرحوم مطلب خان از نوادگان شیخ بهایی که زرگر مخصوص نایب السطنه عباس میرزا بود مرمت و تجدید بنا شد از این رو به احترام وی نام مسجد به مطلب خان تغییر یافت.