این مسجد با مساحتی حدود چهار هزار متر مربع مشتمل بر ایوان های قبله ، شمالی ، صحن ، شبستان و رواق در حاشیه جنوبی خیابان بیهق این شهر واقع است. بنا بر شواهد معماری بخشهایی از این بنا در طول زمان بازسازی و مرمت شده است. در ضلع جنوبی قبله محراب قرار دارد بر بالای آن کتیبه ای به تاریخ 1292 ه.ق قرار دارد و بر راس این ایوان دو مناره آجری دیده می شود.در طرفین این قسمت شبستان هایی با طاق ضربی بلند همزمان با بنای ایوان جنوبی ایجاد شده است. در دالان سمت شرقی ایوان شمالی مسجد کتیبه هایی بصورت سنگ نوشته از دوران صفویه با تاریخهای 979 و 1136 ه.ق درباره مراعات سکنه سبزوار و دستوری از شاه طهماسب صفوی ثبت می باشد. از عمده تزئینات مسجد جامع سبزوار کاشی هفت سنگ و کاشیکاری خشتی است. این بنا ویژگی هایی معماری سده هشتم هجری را نشان میدهد.

اين مسجد داراي مناره‌اي از دوران حكومت سربداران (قرن هشتم) و به روايت ديگر از قرن سوم هجري است.