مسجد جامع گلپايگان از آثار با ارزش دوره سلجوقی است كه در زمان ابوشجاع محمد (511-498هـ . ق) فرزند ملک شاه سلجوقی بنا گرديده و در دوره قاجار الحاقات زيادی در آن صورت گرفته است. هسته اوليه و سلجوقی اين مسجد، گنبدخانه‌ای به ابعاد داخلی 10×10 متر است كه با گنبدی از نوع تركين و بلند پوشيده شده در ضلع جنوبی آن محرابی نفيس و در اضلاع ديگر درگاه‌هايی وجود دارد. اين گنبدخانه در طی قرون گذشته تغييرات ناچيزی پذيرفته و اصالت خود را تا به امروز نگه داشته است. سطوح داخلی گنبدخانه با كتيبه‌های آجری به خط كوفی تزيين شده است. اين بنا دارای دو محراب آجری اصلی و فرعی است كه با نقوش و كتيبه‌های آجری و به نحو بسيار زيبايی تزيين شده و در دوره صفوی نيز الحاقاتی از جمله مقرنس كاری محراب اصلی صورت گرفته است. كتيبه‌های محراب که در سال 508 هـ . ق توسط ابونصر ابراهيم بن محمد بن ابراهيم كه همان سازنده گنبدخانه است ساخته شده، به خط كوفی تزيينی و كوفی گره‌ دار، مشتمل بر آيات قرآنی و عبارات تاريخی است. در طرف راست صحن، يک دالان معمولی با سه دهانه با پوشش گنبدی قرار دارد. نمای قرينه آن، از سه ايوان تركيب شده و پشت ايوان‌ها، نمازخانه‌ای با پوشش كوتاه است و طاق آن از ارتفاع 60 سانتی ‌متری شروع شده است. اين نمازخانه در جنوب با يک دهانه باريک تر از بقيه تمام می ‌شود. در شمال صحن، ايوان وسيعی وجود دارد. جدار جنوبی مسجد در بيرون دارای ايوان زيبايی است.