نمای معماری این مسجد پوشیده شده از آجر و جرز‌های آن ساده و زیبا با خطوط اسلیمی ظریف تزیین شده است. تمام ورودی‌ها، سقف دهانه‌ها و محراب مسجد نایین از لحاظ معماری ارزش بسیاری دارند و در نوع خود کم‌نظیر هستند. بخشی از شکوه و جلال مسجد جامع نایین در گچ‌بری زیبا و بی‌نظیر آن نهفته که بسیار چشم‌نواز است. مسجد جامع نائین از قدیمی­ترین مساجد ایران است و زمان ساخت آن دقیق مشخص نیست برخی آن را به زمان خلافت عمرابن عبدالعزیز نسبت داده اند. پروفسور پوپ ساختمان مسجد را به سال ۳۵۰ هـ.­ق و آندره گدار فرانسوی آن را به حکومت دیلمیان منسوب می کنند. این مسجد درمحله قدیم شهر نائین واقع شده است که در اطراف آن منزل پیرنیا و نارین قلعه (نارنج قلعه) است که قدمتش به دوره قبل از اسلام حدود اشکانیان و ساسانیان می­رسد واکنون تل خاکی بیش از آن باقی نمانده است. مسجد نائین در اوج سادگی بسیار زیبا است. شکل ظاهری مسجد مربع شکل دارای یک حیاط مرکزی نسبتاً کوچک است که در اطراف آن ایوان و شبستانها با ستونهای کوتاه و طاقهای هلالی قرار گرفته است. محراب این مسجد که یکی از زیباترین نمونههای محراب مساجد ایرانی است در ضلع جنوبی مسجد واقع و با گچبری بسیار نفیسی تزئین شده است. در کنار این محراب منبر چوبی منبتکاری شده قرار گرفته که تاریخ آن متعلق به سال ۷۱۱هـ . ­ق است و دارای ۵ متر ارتفاع می­باشد که با خط ثلث نیز بر روی آن آیاتی از قرآن، نام واقف، هنرمند و تاریخ ساخت آن ذکر شده است. در زیر صحن مسجد شبستانی قرار دارد با سقفی کوتاه که بیشتر در تابستان از آن استفاده می کردند. نور این قسمت از سنگهای مرمری است که در کف حیاط قرار گرفته و نور ملایمی را به این شبستان منتقل می­کند. مصالح اصلی این مسجد آجر وگچ است. تزئیناتش چیدمان آجرها در طرحهای مختلف و گچبریهای بسیار نفیسی است که بر روی محراب و ستونها به چشم میخورد. این مسجد دارای یک مناره ۲۸ متری است که شکل ظاهری آن با منارههای دوره سلجوقی متفاوت است. بانیان و سازندگان بنای اولیه این مسجد را به عمربن عبدالعزیز، خلیفه هشتم، امویان که در دوران خلافتش از۹۹ تا ۱۰۱ بوده است ، نسبت داده اند. مسجد جامع نایین را از آثار نیمه دوم قرن سوم هجری قمری دانسته اند . محراب این مسجد بی تردید اصیل ترین نمونه هنر محراب سازی در دوره عباسیان است.