سلجوقیان یا پیشتر؟
مسجد جامع تبریز در كتب قدیمی و میان مردم به نام‌های مسجد جمعه و جامع كبیری هم شناخته می‌شود. براساس شواهد، براساس برخی اسناد بنیان مسجد به دوران سلجوقیان بازمی‌گردد و با ساخت آن در واقع هسته مركزی شهر و بازار پیرامون آن شكل معینی به خود می‌گیرد، اما در كتاب مرزبان‌نامه، از مسجدی بزرگ نام برده می‌شود كه سازنده آن عبدا... بن عامری است و قدمت آن به صدر اسلام می‌رسد. 
سال 1193 هجری، زمین لرزه بزرگی در تبریز اتفاق افتاد كه بخش بزرگی از بناهای سلجوقی ویران شد. به این ترتیب احتمال دارد چنانچه آثاری قدیمی‌تر از دوره سلجوقی وجود داشته، احتمالا تخریب شده باشد. از سویی، بنای اولیه مسجد را نمازخانه‌ای به نام جامع تبریز می‌دانند كه طی دوره‌های مختلف بخش‌هایی به آن اضافه شده است. ابتدای دوران قاجار چند سالی از آن زلزله بزرگ گذشته بود، اما خرابی‌ها برجا مانده بود تا آن‌كه حسینقلی خان دنبلی، حاكم قاجاری تبریز، مسجد را بازسازی و ترمیم كرد. 

 معماری به سبك ایرانی 
ابتدا مسجد براساس سبك عربی به صورت یك ایوانه ساخته شده بود، ولی بعدها به یك مسجد دو ایوانه با سبك ایرانی تبدیل شد. مسجد دارای دو ورودی در شمال و جنوب است كه در شمالی به صحن اصلی و در جنوبی به كنار گذر پشت مسجد راه دارد. طاق‌های بلند و وسیع با عرضی 15متر در بخش میانی مسجد با شكوه بسیار دیده می‌شود.
 از جمله ویژگی‌های این عمارت، تقسیم طولی مسجد با دو دیوار به دو قسمت مجزا اما نامساوی است. یك قسمت طولی برابر 28 متر و بخش دیگر 32 متر طول دارد و عرض آن هم از بخش اول بیشتر است. همان‌طور كه گفته شد، پایه‌های مسجد از قطر بسیاری برخوردار است و در ساخت آنها از آجرهای بزرگ استفاده شده است. 
آجر و گچ مصالح اصلی در ساخت مسجد است و تمام تزئینات داخلی نیز با همین مصالح انجام شده، به صورتی كه در هیچ كجای بخش درونی مسجد اثری از كاشیكاری و حجاری دیده نمی‌شود. تنها كاشیكاری مسجد مربوط به گنبد و گلدسته‌های آن است.

 محرابی با طرح مارپیچ
در نمازخانه قدیمی و به عبارتی زیرزمین كنونی مسجد، محرابی از سنگ مرمر سفید با طرح مارپیچ وجوددارد و در قسمت بالای طاق آن، كتیبه‌ای با تزئینات گچبری وجود دارد كه قدمت آن به دوره ایلخانیان بازمی‌گردد. جالب آنجاست كه در محراب آثاری از گچبری رنگی نیز وجود دارد. این محراب پس از زلزله سال 1193 با گچ پوشانده شده، ولی امروزه توسط كارشناسان میراث فرهنگی مرمت شده. محراب این مسجد، مستطیل شكل و یك یا دو طاق‌نما و قوسی در مركز است. 

 قدیمی‌ترین بخش عمارت 
پشت دیوار شرقی مسجد، شبستانی بزرگ و تاریك با ده ستون و طاق‌های ضربی آجری وجود دارد كه به نام مسجد یا شبستان زمستانی نیز معروف است. در مسجد جامع تبریز  2كتیبه سنگی نیز كشف شده  که  جنس كتیبه اول از سنگ مرمر و روی آن مطالبی در مورد خواب شاه طهماسب صفوی مبنی بر رویت حضرت ولی عصر(عج) و دستور ایشان در مورد برداشتن قسمتی از مالیات، احسان و گذشت نسبت به مردم حك شده است. كتیبه دیگر در واقع فرمان شاه سلطان حسین صفوی در سال ۱۱۰۶ هجری قمری به رستم‌خان سالارسپه و بیگلربیگی آذربایجان درباره بسته شدن چرس‌فروش‌ها، روسپی خانه‌ها، قمارخانه‌ها و اجرای حد شرعی در مورد هركدام از متخلفان است. در این فرمان همچنین دستور منع كبوتربازی، گرگ دوانی، قوچ بازی و گاو بازی نیز قید شده است. شبستان بزرگ مسجد كه دارای طاق و گنبد است، از كهن‌ترین قسمت این عمارت ارزشمند تاریخی به‌شمار می‌آید.
​​​​​​​
 گنبدی مرتفع با كاشیكاری‌های معرق
در زمان سلطنت آق‌قویونلوها در آذربایجان، به دستور سلجوق شاه بیگم همسر اوزون حسن، گنبدی مرتفع با كاشیكاری‌های معرق، در بخش شمال مسجد ساخته می‌شود. پایه‌های این گنبد و قسمت‌هایی از كاشیكاری‌های آن امروز نیز برجای‌مانده است.