Masjid Agung Surakarta terletak di sebelah utara Pasar Klewer, atau tepat berada di sisi barat alun-alun lor Keraton Surakarta. Masjid yang memiliki arsitektur Jawa kuno ini merupakan salah satu masjid kuno di Indonesia. Merupakan bagian dari Keraton Kasunanan Surakarta, Masjid Agung menempati lahan seluas 19.180 meter persegi. Masjid ini dipisahkan dari lingkungan sekitar dengan tembok pagar keliling setinggi 3,25 meter. Bangunan Masjid Agung Surakarta merupakan bangunan bergaya tajug yang beratap tumpang tiga dan berpuncak mustaka (mahkota).

Di dalam kompleks Masjid Agung dapat dijumpai berbagai bangunan dengan fungsi kultural khas Jawa-Islam. Juga terdapat maksura, yang merupakan kelengkapan umum bagi masjid kerajaan.

Meskipun bangunan utama masjid memiliki arsitektur Jawa kuno, namun gapura utama masjid ini bergaya Arab Persia. Berada di sebelah timur bangunan induk, gapura ini berdiri megah dengan satu buah pintu utama yang besar, dengan diapit dua pintu kecil di sisi kiri dan kanan. Dari gapura utama, pengunjung bisa duduk di serambi masjid yang memanjang dari selatan ke utara dengan bagian tengah yang menjorok kedepan, sebutannya, tratag rambat.

Bangunan utama masjid ditopang empat sokoguru (tiang utama) dengan 12 saka rawa (tiang tambahan). Sekilas mirip dengan bangunan rumah joglo. Di sini juga terdapat mihrab dan mimbar untuk menyampaikan ceramah keagamaan. Dari luar, bentuk atap masjid ini mirip dengan Masjid Agung Demak yakni beratap limasan yang bersusun. Ruangan lain adalah pawestren sebagai tempat salat untuk wanita dan balai rapat. Hampir semua bagian bangunan masjid didominasi oleh bahan kayu jati yang kokoh.

Selain keunikan bangunan, di sekitar halaman masjid terdapat beberapa hal menarik lain. Di antaranya, pagongan di sisi utara dan selatan setelah memasuki gapura utama masjid. Bentuk pagongan berupa pendapa dengan ukuran bangunan sama. Fungsinya, sebagai tempat gamelan keraton diletakkan dan dimainkan sewaktu perayaan Sekaten. Berikutnya, istal dan garasi kereta untuk raja ketika salat Jumat dan gerebeg. Kemudian, menara adzan yang mempunyai corak arsitektur terinsirasi dari Qutub Minar di Delhi, India. Ada pula istiwak, yaitu gnomon (pancang) yang menjadi bagian jam matahari untuk menentukan waktu salat. Terakhir, gedang selirang, bangunan yang dipergunakan untuk para abdi dalem yang mengurusi masjid.