مسجد گنجعلی‌خان در ضلع شمال شرقی میدان گنجعلی‌خان قرار دارد و ظاهرا نمازخانه‌ی کاروانسرای بزرگ مجموعه یا مدرسه‌ی مجاور بوده است. بنای کوچک مسجد شامل یک شبستان و ایوان ورودی می‌شود. نمای ایوان ساده است و روی آن طرح‌هایی هندسی روی گچ دیده می‌شود. کف ایوان سنگی است و بر بالای در چوبی آن، کتیبه‌ای سنگی قرار دارد. بعد از ورودی ایوان، راهرویی باریک و بعد از آن، فضای گنبددار شبستان قرار گرفته‌اند. پوشش گنبدی بنا دارای ۱۲ نورگیر است. محراب مسجد را با لوح مرمرین و نقش گلدان تزیین کرده‌اند. تزیینات شبستان نیز عبارت‌ است از نقاشی، گچبری، مقرنس‌کاری و کاربندی. این مسجد که اخیرا مرمت شده و در فهرست آثار ملی ایران به ثبت رسیده است، امروزه فقط جهت بازدید گردشگران مورد استفاده قرار می‌گیرد و نماز در آن برگزار نمی‌شود .