بُني المسجد الكبير على موقع تبلغ مساحته 416,000 متر مربع (4,480,000 قدم مربع) ويمتد المجمع ليشغل مساحة 40,000 متر مربع (430,000 قدم مربع). تم افتتاح المسجد الكبير من قبل سلطان عُمان في 4 مايو 2001، حيث تم بناء خمس مآذن حول أرجاء المسجد، تبلغ ارتفاع المئذنة الرئيسية 90 مترًا (300 قدم).
قاعة الصلاة مربعة الشكل وتبلغ أبعادها 74.4 مترًا × 74.4 مترًا (244 قدمًا × 244 قدمًا) مع قبة مركزية ترتفع إلى ارتفاع 50 مترًا (160 قدمًا) فوق الأرضية. القبة مزينة بشكل مبهر من الداخل وتشكل بحد ذاتها نقطة جذب سياحي رئيسية. يمكن للمصلى الرئيسي (قاعة الصلاة) استيعاب أكثر من 6500 مصلٍ. التصميم الرئيسي للداخلية يتمثل في سجادة الصلاة التي تغطي أرضية قاعة الصلاة، حيث تحتوي على 1,700,000,000 عقدة، وتزن 21 طنًا، واستغرق إنتاجها أربع سنوات، وهي تجمع بين تقاليد التصميم الفارسي الكلاسيكي من تبريز وكاشان وأصفهان، حيث تم استخدام 28 لونًا بدرجات متفاوتة.