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Construida entre 876 y 879 por Ahmad ibn Tulun, está rodeada por un muro que la separa de la ciudad (A).
Formada por un patio central (B), de 92 m de lado, rodeado por arcadas que dan acceso a la sala de oración, en cuyo centro hay una fuente cubierta por una cúpula (la original, dorada, cayó en 968).  El minarete escalonado en espiral (L) y la cúpula de la fuente son una restauración del sultán  mameluco Husam al-Din Layin en 1296.
La sala de oración (C) está formada por  5 naves paralelas a la qibla, divididas en 17 tramos por pilares rectangulares con columnas adosadas y cubiertas por un techo plano. Sobre los pilares se apoyan arcos apuntados (D) de dos centros, que dan gran ligereza y armonía a la construcción.
Ante el mihrab (E), una cúpula (F) del periodo mameluco bahri cubre el tramo central de la nave. En los pilares que anteceden al mihrab se conservan lápidas con inscripciones de su fundación (G), abasí (H), de época fatimí (I, J) y mameluca (K).
Está construida en ladrillo. La ornamentación de la mezquita es en estuco y yeso blanco. Tanto la decoración como el minarete siguen el modelo de Samarra (Irak), como símbolo del dominio de Bagdad sobre las provincias.
Sin embargo, los frisos de madera con inscripciones cúficas, que reproducen todo el Corán y adornan la sala de oración, son interpretados por historiadores árabes medievales como una aportación original, con lo que el simbolismo del  poder de Bagdad no estaría tan claro.