مسجد جامع گلپايگان از آثار با ارزش دوره سلجوقي است كه در زمان ابوشجاع محمد (511-498 هـ . ق) فرزند ملک شاه سلجوقي بنا گرديده و در دوره قاجار الحاقات زيادي در آن صورت گرفته است. هسته اوليه و سلجوقي اين مسجد، گنبدخانه‌اي به ابعاد داخلي 10×10 متر است كه با گنبدي از نوع تركين و بلند پوشيده شده در ضلع جنوبي آن محرابي نفيس و در اضلاع ديگر درگاه‌هايي وجود دارد. اين گنبدخانه در طي قرون گذشته تغييرات ناچيزي پذيرفته و اصالت خود را تا به امروز نگه داشته است. سطوح داخلي گنبدخانه با كتيبه‌هاي آجري به خط كوفي تزيين شده است .
اين بنا داراي دو محراب آجري اصلي و فرعي است كه با نقوش و كتيبه‌هاي آجري و به نحو بسيار زيبايي تزيين شده و در دوره صفوي نيز الحاقاتي از جمله مقرنس كاري محراب اصلي صورت گرفته است. كتيبه‌هاي محراب که در سال 508 هـ . ق توسط ابونصر ابراهيم بن محمد بن ابراهيم كه همان سازنده گنبدخانه است ساخته شده، به خط كوفي تزييني و كوفي گره دار، مشتمل بر آيات قرآني و عبارات تاريخي است. در طرف راست صحن، يک دالان معمولي با سه دهانه با پوشش گنبدي قرار دارد. نماي قرينه آن، از سه ايوان تركيب شده و پشت ايوان‌ها، نمازخانه‌اي با پوشش كوتاه است و طاق آن از ارتفاع 60 سانتي متري شروع شده است. اين نمازخانه در جنوب با يک دهانه باريک تر از بقيه تمام مي شود. در شمال صحن، ايوان وسيعي وجود دارد. جدار جنوبي مسجد در بيرون داراي ايوان زيبايي است .
