نموذج فريد في تاريخ العمارة الإسلامية، ودليل قوي على ما وصلت إليه الحضارة الإسلامية في عصر الدولة الطولونية ، شيّده أحمد بن طولون على مساحة كبيرة تبلغ ستة أفدنة ، فبدأ البناء عام 263هـ - 876م، واكتمل بناؤه عام 265هـ - 879م. يعتبر الجامع  ثالث جامع أنشئ بمصر الإسلامية .

وقد أنشأه أحمد بن طولون ليكون مسجدا جامعا للاجتماع بالمسلمين فى صلاة الجمعة وتبلغ مساحته حوالي ستة أفدنة ونصف وكان لنشأة ابن طولون فى العراق أثرها فى نقل الأساليب المعمارية العراقية الى مصر فى عهده وظهور تلك المؤثرات على عمارة المسجد سواء من ناحية التصميم أو من ناحية التخطيط والزخرفة ، ويوجد بالرواق الشرقي جزء من لوحة رخامية تضمنت اسم المنشئ وتاريخ إنشاء المسجد مكتوبة بالخط الكوفي .

ويتكون المسجد من صحن مربع فى الوسط وهو فناء مكشوف مساحته حوالي 92 مترا مربعا وتحيط به أربعة أروقة أكبرها رواق القبلة الذى يتكون من خمس بلاطات وكل من الأروقة الثلاثة الباقية يتكون من بلاطتين فقط .

ويحيط بالمسجد من الخارج زيادات من ثلاث جهات عدا حائط القبلة التي كانت تلاصقها دار الأمارة التي أنشأها أحمد بن طولون ومساحة المسجد بدون الزيادات هي 122.26 × 140.33، أما مساحة المسجد بالزيادات فتبلغ أبعاده 162.00× 162.46 متر .

والمسجد مبنى بالطوب الأحمر ، ويتوسط صحن المسجد فسقية داخل بناء مربع التخطيط تعلوه قبة محمولة على صفوف من المقرنصات .

محراب المسجد يكتنفة عمودان وهو على شكل تجويف نصف دائرى فى حائط القبلة وجدرانه من الفسيفساء الرخامية يعلوها شريط من الزخارف الزجاجية عليه كتابات بالخط النسخى ويرجع إلى الأعمال التى تمت فى عهد السلطان لاجين المنصورى سنة ( 696 هـ - 1296 م ) . وعدا المحراب الكبير توجد خمسة محارب جصية أخرى مرسومة على الجدران .

يبلغ ارتفاع مئذنة المسجد 40.44 مترا من سطح الأرض ، وينسب إنشاء هذه المئذنة الى السلطان لاجين المنصورى .

ونظام واجهة المسجد الخارجية مأخوذ من تصميم واجهة جامع عمرو بن العاص فى عهد عبدالله بن طاهر الوالى العباسي سنة 212 هـ . وقد أجريت بالجامع عدة إصلاحات فى عصور مختلفة .