این مسجد در جنوب آرامگاه رضوی جای دارد 

و به رواق‌های دار السیاده و دار الحفاظِ آن پیوسته است. یک صحن به گستردگی ۲۸۰۰ متر مربع دارد و زیربنای آن ۹۴۰۰ متر مربع است. بنای مسجد دربرگیرندهٔ ۸ ایوان بزرگ و ۷ شبستان است. گنبدخانهٔ پشتِ ایوان مقصوره، با شبستان‌های یک طبقه، بخش‌های مختلف مسجد را به هم پیوند می‌دهد. ایوان جنوبی، ایوان مقصوره نام دارد و ایوان شمالی، معروف به ایوان دار السیاده است. ایوان شرقی، ایوان اعتکاف نامیده می‌شود و ایوان غربی، ایوان شیخ بهاء الدین نامگذاری شده است.
بر اساس متن کتیبهٔ به خط ثلث در ایوان جنوبی، این مسجد در سال ۸۲۱ ق /۱۴۱۸ م به دستور و کمک گوهرشاد، همسر شاهرخ تیموریساخته شده است و در طیّ قرون، خرابی‌های زیادی بر آن وارد شده. بنای مسجد گوهرشاد - که به خاطر نام بانی آن به این نام خوانده می‌شود - تقریباً ۱۲ سال به‌طول انجامیده و معمار اصلی بنا به احتمال قوی قوام‌الدین شیرازی یکی از معروف ترین معماران دوره تیموریبوده‌است.

ویژگی‌ها و آذین‌ها

مسجد گوهرشاد مسجدی کلاسیک و به سبک مساجد چهار ایوانی ساخته شده‌است. ضحن مسجد تقریبا به شکل مربع و در اطراف آن چهار ایوان بزرگ تاریخی و در فواصل ایوان‌ها هفت شبستان وسیع و شش در ورودی و خروجی است.

طول صحن مسجد حدود ۵۶٫۱۳ متر و عرض ۵۱٫۱۸ متر و مجموعا حدود ۲۸۷۳ مترمربع مساحت دارد. ابوان‌های مجلل و مرتفع در اضلاع مسجد به قرینه یکدیگر ساخته شده است.

ایوان‌ ها

• ایوان مقصوه (جنوبی): مهم ترین ایوانِ مسجد. حدود ۵۰۰ مترمربع مساحت، ۳۷ متر طول و ۵/۲۵ متر ارتفاع، از مهم ترین ایوان‌هایمسجدهای ایرانی که هنرهای گوناگون در آن به کار رفته است. کتیبهٔ بایسنقر (فرزند گوهرشاد) که از بهترین ثلث‌نویسان عهد تیموری بوده، در این ایوان است که تاریخ بنای مسجد بر کاشی معرق، در آن نوشته شده است. محراب مسجد در میانِ ایوان جای دارد که یک‌پارچه از سنگ مرمر ساخته شده است. کتیبه‌ای در میان مقرنس کاری‌های آن نیز وجود دارد. گنبد مسجد بر بالای این ایوان است.
  
  

یکی دیگر از اجزای ایوان منبری است که امروزه به نام «صاحب الزمان» خوانده می‌شود که از چوبِ گردو و گلابی ساخته شده و هنرهایمنبت کاری در آن به کار رفته. سازندهٔ این منبر «محمد، نجّار خراسانی» هنرمند ناشناس عصر فتحعلی‌شاه قاجار می‌باشد. این منبر سال۱۳۲۵ / ۱۹۴۶ م به دستِ «حیدر نیکنام گلپایگانی» تعمیر شد.

گنبد و مناره‌ها

گنبد مسجد به بلندی ۴۱ متر بر بالای ایوان مقصوره جای دارد و سطح خارجی آن با آجر لعاب‌دار و یک کتیبه با خط کوفی تزئین شده است. در دو طرف این ایوان، دو مناره هر کدام به ارتفاع ۴۳ متر ساخته شده و دارای کتیبه‌هایی است. این مناره‌ها از روی زمین شروع می‌شوند و پیوسته به ایوان مقصوره بالا می‌روند و به شکل گلدسته در می‌آیند.

دور خارجی گنبد ۶۱٫۸۵ متر است به دلیل مشکلاتی که برای آن به وجود آمد در سال ۱۳۴۱ برچیده شد و دوباره گنبد فعلی با مصالح جدید ساخته شد و تزئین شد.

صحن

مسجد گوهرشاد صحنی به وسعت ۲۸۰۰ مترمربع دارد و زیربنای آن ۹۴۰۰ متر مربع است.

منبر صاحب‌الزمان

در زاویه جنوبی ایوان مقصوره نزدیک به محراب منبر بلندی معروف به منبر صاحب‌الزمان قرار دارد. این منبر در سال ۱۲۴۳ هجری قمری به دستور فتحعلی شاه قاجار به دست محمد نجار از چوب گردو و گلابی ساخته شده‌است. از خصوصیات بار این منبر شیوهد منبت‌کاری و قلم‌زنی آن و همچنین عدم استفاده از آهن و میخ در ساختش می‌باشد. ساخت این منبر در سال ۱۳۲۵ آغاز شد که پس از ۵ سال متوقف گردید که بعدا توسط محمد نجار به اتمام رسید.

ارتفاع منبر از زمین تا عرشه (جای نشستن) ۷٫۵ متر و دارای ۱۴ پله است و ابعاد عرشه ۱٫۱۴ در ۱٫۱۲ می‌باشد