این مسجد چهار ایوانه، دارای گنبدی دو پوشه و نیلگون، صحن و طاق می‌باشد و ساقه گنبد استوانه‌ای شکل و فضای زیر گنبد یک هشت ضلعی منظم است و طول هر ضلع آن حدود ۴ متر می‌باشد. صحن مسجد مستطیل شکل با عرض ۱۹ متر و طول ۲۷ متر است. استفاده از کاشی هفت رنگ، مهم‌ترین عامل تزئین در بنای مسجد کبود گنبد شهرستان کلات نادربوده، که با استفاده از نقوش اسلیمی و گل و بوته در لچکی‌های بالای ایوان و رواق‌ها به کار رفته‌است.

بنای اصلی مسجد را از کارهای دوره سلجوقی می‌دانند که نادرشاه افشار نیز به نوبه خود، بیوتات و ایوان‌های اطراف آن را ساخته‌است. در اطراف پیشخوان مدخل مسجد، کتیبه‌ای سنگی به خط نستعلیق مربوط به دوره قاجارنصب شده‌است که حکایت از تعمیر مسجد در این دوره توسط یلنگ توش خان ابن فتحعلی، حاکم کلات به سال ۱۲۵۰ هجری قمری است.

این مسجد هم اکنون در مرکز شهر کلات قرار دارد . شهرستان کلات در شمال خراسان رضوی واقع شده است