مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار (شهيد مطهري) تقريباً در منطقه­ي مركزي شهر ساخته شده و در زمان ساخت از موقعيت شهري مناسبي برخوردار بوده است. با توجه به محل كاخ گلستان ، بازار دروازه­شميران ، باغ و عمارت فخرالدوله ، كوچه­ي ميرزا محمود وزير، خيابان عين­الدوله، كوچه­ي نظاميه و سه­راه امين­حضور كه تماماً در اطراف اين محل قرار دارند، به اين نكته مي­توان پي برد.­ مسجد و مدرسه­ی عالی سپهسالار در استحکام و وسعت فضا و منظره­ی عالی و ساخت دلگشا اولین و بزرگترین مسجد و مدرسه­ی عالی پایتخت به شمار می­رود که بر اساس اصول مهندسی و معماری بنا شده و از هر نظر تابع الگوهای معماری سنتی ایرانی است.مهندس و طراح آن اولین مهندس و معمار تحصيلكرده­ي ایرانی به نام ميرزا مهدي­خان شقاقي(1299ـ1223هـ . ش؛ تهران ) ملقب به ممتحن­الدوله است که پس از اتمام تحصیلات خود از فرانسه به ایران بازگشته است. مرحوم سپهسالار در نقشه­کشی و طرز معماری و وضع ساختمان این بنای بزرگ ، شکل بنا و نقشه­ی ابنیه­ی شرقی اسلامی را در نظر داشته و به عقيده­ي برخي از كارشناسان اين بنا از نزديك­ترين تلفيق­ها ميان معماري مساجد استانبول است. در حقیقت در این بنا حسن سلیقه­ی معماری دوره­ی اخیر شرقی به حدی که بایست انجام گرفته است. ساخت هسته­ي اصلي بنا نزديك به پنج سال به طول انجاميده و در مدت شش سال، ساخت بنا اتمام يافته كه البته خود سپهسالار، دو سال بعد از شروع احداث بنا درگذشت و پس از مرگ وي تكميل مجموعه توسط برادرش يحيي­خان مشيرالدوله صورت گرفته­ است. در استحکام این بنا ، ذکر همین مطلب بس که محوطه­ی بنا بدواً به عمق 17 متر حفر شده و شفته ریزی محکمی صورت گرفته است. معماری این بنا که شاید بتوان به جرأت آنرا آخرین شاهکار معماری ایرانی دانست دارای الگوی چهارایوانی است. ـ  بنای مسجد و مدرسه­ی عالی در مجموع دارای 8 مناره­ی بلند می­باشد که بلندترین آن 37 متر و کوتاه­ترین آن 25 متر ارتفاع دارد. امتداد نيم­استوانه­اي آنها تا كف حياط مي­رسد و ابتكاري منحصربه­فرد را به نمايش در مي­آورد. تمامي مناره­ها از آجر ساخته شده و پوششي با كاشي­كاري بسيار زيبا دارند. ـ طبق نقشه­ي بنا، بنا شش ورودي دارد. ورودي­هاي بخش شمالي(كه شامل سه ورودي بوده) به علت احداث كتابخانه­ي مجلس، توسط مهندس سيحون در سال 1342هـ . ش مسدود و ارتباط اين قسمت از بنا با عمارت(باغ) بهارستان قطع شده­است. ورودي جنوبي كه هنگام ساخت بنا، در كوچه­اي شش­متري قرار داشته، سردري ساده دارد كه به حياط دارالشفاء گشوده مي­شود كه اكنون اين فضا به محلي براي پاسخگويي به سئوالات شرعي و دريافت وجوهات شرعيه تبديل شده است. زماني در وسط اين حياط حوضچه وجود داشته است. ورودي غربي مسجد و مدرسه­ي عالي كه درب اصلي بنا محسوب مي­شود داراي جلوخان و سردر عظيم و درب دو لَتي آهني با شكوه بزرگي است كه در حاشيه­ي خيابان بهارستان(شهيد مصطفي خميني) واقع شده است. اين فضا مسئوليت جذب و تقسيم و راهنمايي به فضاي اصلي مسجد را بر عهده دارد و ورود و خروج مدرسه­ي عالي نيز از همين فضا صورت مي­گرفته است. ورودي غربي جلوخان متناسب، ديد مستقيم به داخل صحن(حياط مركزي) ندارد و به واسطه­ي دالان متحدالشكل به داخل صحن مدرسه­ي عالي راه مي­يابد. مجموعه­ي بناي مدرسه­ي عالي در قسمت شرقي نيز دري به خارج دارد كه از در اصلي سمت غربي كوچكتر است و به در زنانه معروف بوده.ورودي شرقي داراي جلوخان هشتي خوش­تركيب و دالاني(راهرو) طولاني است كه به گوشه­ي شمال شرقي صحن مدرسه­ي عالي باز مي­شود. طاقي هفت­كاسه در هشتيِ ورودي شرقي واقع شده و كاسه­ي وسط هفت كاسه­ي ديگر در خود جاي داده است كه از شاهكارهاي ميرزا جعفرخان معمار باشي است. ـ صحن يا حیاط مركزي بنا، به شکل مربع و با چهار ایوان می باشد (ايوان شمالي، ايوان جنوبي، ايوان غربي و ايوان شرقي) که ایده­آل مسجدسازی ایرانی است. طول ضلع حیاط 62×63 متر و ارتفاع ایوانها حدوداً 18 متر می­باشد.صحن يا حياط مركزي مدرسه­ی عالی دارای چهار باغچه­ي مشجر و چهار پیاده­گرد موسع و حوض مدور بزرگی با فواره­اي در مركز آن، مي­باشد که آب جاری قنات مهران ، اختصاصی مدرسه­ی عالی و عمارت بهارستان (كه منزل خود سپهسالار بوده و بعد از مرگش و پس از مشروطيت محل مجلس شورای ملی گرديد) در آن روان بوده و طراوت و صفای صحن دلگشای مدرسه­ی عالی را چندین برابر می­نماید. در قسمت فوق ایوان شمالی دو گلدسته و مأذنه برپا شده که در وسط آن ساعت بزرگ و منحصر به فردی كه در سال 1880 ميلادي با سه ناقوس در فرانسه ساخته شده نصب گردیده است. این ساعت كه درون اتاقكي به ارتفاع 5 متر، طول 5/2 متر و عرض 5/1 متر تعبيه شده دارای دو صفحه است که یکی به طرف صحن مدرسه­ی عالی و دیگری به جانب عمارت بهارستان مواجه شده. بدنه­ي اتاقك ساعت، كاشي­كاري شده و تزئينات چوب، روي اتاقك مذكور نقش بسته­ است. استفاده از ساعت به جاي مؤذنه، نمونه­هاي بسيار دارد، ليكن در اين بنا مكمل مجموعه حركت­هاي عمودي است و كاربرد آن بسيار به جا است. بناي مدرسه­ي عالي داراي يك حياط كناري نيز مي­باشد. اين حياط جزء فضاهاي تقسيم شده­اي هست كه در قسمت شمال شرقي بنا واقع شده است و با حياط مركزي تركيبي متناسب دارد و محل سكونت نايب­التوليه مي­باشد. اين بخش در قسمت شرقي داراي شاه­نشيني و تعدادي اتاق در قسمت غربي است و در شمال آن تعدادي اتاق كوچك براي سرويس بهداشتي و آبدارخانه وجود­ دارد. اين قسمت­ها از الگوي يك بناي مسكوني حياط مركزي تبعيت كرده است. ـ شبستان تابستانی (گنبدخانه) بزرگترین و عجیب­ترین فضای مسجد است. عرض دهانه­ی گنبد آن 15 متر و ارتفاع آن 34 متر است و در مجموع مساحتی نزدیک به 1600 متر مربع را اشغال نموده است. فضاي شبستان تابستاني، پشت ايوان بزرگي است (ايوان جنوبي) كه فاقد ديوار و در ورودي بوده و به لحاظ ارتفاع زياد آن، تهويه خوبي در تابستانها به جهت حركت هوا ايجاد مي­شود. اين محل از نظر فضا سازي يكي از كارهاي نمونه در زمان خود مي­باشد؛ زيرا گنبد بر چهار پايه استوار است؛ در نتيجه ديد بسيار زيادي به شبستان تابستاني مي­دهد. چهار مناره­ي بلندتر بنا در اين ايوان و مجاور گنبد شبستان تابستاني قرار دارد.گنبدخانه­ي مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار تحولي در معماري مسجد به شمار مي­رود. چليپاي بزرگي به ابعاد 45متر در 45متر، گنبد اصلي را با دهانه­ي 15متر در مركز قرار داده است. در قسمت جنوبي، بيننده فضايي بزرگ را بدون هر ستوني تصور مي­كند. سبكي اين فضا را حتي جرزهاي عظيمي كه گنبد روي آن قرار گرفته مخدوش نمي­سازد. چهار گنبد كاربندي با قاعده­ي مستطيلي، بالهاي چليپا را پوشش داده­اند. در نماي بيروني نيز اين چهار گنبد سلسله مراتبي در حركت به سمت گنبد اصلي با ارتفاع 25متر به وجود مي­آورد. همچنين، چهار مناره­ي بلند با پايه­هايي كه 2متر آن سنگ است به طرز ظريف و دلپسندي حجاري و جهت استحكام بيشتر بنا در بند­هاي آنها سرب­ريزي شده است و بدنه­ي مناره­ها با كاشي منقوش گرديده است. در مورد اين گنبد­خانه به جرأت مي­توان گفت كه تكامل فضايي الگوي قديمي مسجد و مدارس عالي معماري ايران بعد از اسلام محسوب مي­شود. در اين گنبدخانه، فضا به حداكثر گشادگي و سيلان خود در الگوي گنبدخانه­ها مي­رسد و گنبد كيفيت معلق و بي­وزني را به دست مي­آورد و از اين نظر سبك­ترين و ظريف­ترين گنبد­خانه­ايست كه ساخته شده. در مجموع گنبدخانه­ي مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار به عنوان يكي از نمونه­هاي معماري قاجاري از مصاديق برجسته و نهايي آن از نظر خلاقيت و نوآوري فضايي و تكامل الگوهاي قديمي معماري ايران، شاخص است و به حق مرحله­ي تكامل معماري قديم محسوب مي­گردد.اين گنبد يك پوشش بوده و قوس آن از نوع خفته با خيز كم مي­باشد. ـ شبستان زمستانی نیز پشت ایوان شرقی واقع شده است که دارای 44 ستون سنگی یکپارچه است و بین هر چهار ستون یک سقف گنبدی شکل است که از داخل دارای گچ­بری است و در هر سقف یکی از صفات و سمات خداوند حک شده است. در این شبستان محراب عریض با نمای سنگ مرمرین ساخته شده و بالای آن مقرنس و گچ­بری شده است. مقرنس­ها وگچ­بری­های این شبستان كه به صورت اسليمي و كتيبه­هاي خطاطي شده است و همه­ي آنها در سال 1350 هـ . ش توسط استاد حسين لرزاده ساخته شده  بسیار زیبا و چشم­نواز است. قبل از آن، طاق اين شبستان نمائي آجري داشته است. شبستان زمستاني داراي چهار ورودي است يك ورودي از صحن اصلي كه براي آقايان بوده و سه ورودي ديگر از قسمت شمالي شبستان و از درون دالان(راهرو) شرقي كه يكي از آنها مختص خانمها مي­باشد. بخش جنوب شرقي مسجد، پشت به شبستان زمستاني نيز زماني گرمابه و سرويس­هاي بهداشتي مدرسه­ي عالي را در خود جاي داده بوده­ است. ـ دالان­ها(راهروها) فضاي ورودي را به حياط مركزي و ساير قسمت­ها متصل مي­كنند.در اين دالان­ها كاسه­گنبدهاي كوچك و زيبايي واقع است كه با تزئينات آجري ساده از طرفين ايوان غربي به فضاي صحن اتصال مي­يابد و وقتي از در شرقي وارد مي­شويم به سمت مغرب، دهليزي به حياط اصلي باز مي­شود. داخل بنا در جلوي درب شرقي، محوطه­ي نسبتاً كوچكي شبيه به چهارسوق وجود دارد كه در سقف آن يكي از شاهكارهاي معماري به نام تاق هفت­كاسه يا تاق معلّق قرار دارد. ـ در اطراف صحن حجره­هايي، دور تا دور بنا را در بر گرفته­اند. اين حجره­ها در دو طبقه واقع شده­اند و در مجموع 60 عدد مي باشند كه نسبت به حجره­هاي مدارس عالي ديگر بزرگتر و روشن­تر هستند. در سردر هر يك از حجره­ها طرحي بديع و مجزا از يكديگر مقرنس­كاري­هاي زيبا تزئين يافته است. ـ مَدرَس­ها كه محل تشكيل درس دانش­طلب­ها محسوب مي­شده­اند. كه دو عدد آن در دو طرف شبستان تابستاني قرار داشته و متصل به آن مي­باشند. مدرس ديگري نيز وجود دارد كه از دو مدرس ديگر بزرگتر بوده و در پشت ايوان شمالي قرار دارد. دنباله­ي ايوان شمالي كه گلخانه­ي زمستاني مدرسه­ي عالي بوده از سال 1310 هـ . ش به تالار سخنراني، تدريس، وعظ و تبليغ تبديل شده ­است و حالا اين تالار، محل دارالقرآن و بسيج مجموعه است. ـ یکی دیگر از بخشهای بنا که در دوره­ای متأخرتر(حدود 50 سال بعد­تر) و در کنج شمال غربی بنا ساخته شده ، تالار ستون­داری به نام چهل­شیر می­باشد که در مرکز آن و در میان 8 ستون سنگی، حوض سنگی نسبتاً بزرگی وجود دارد که محل وضوخانه بوده است. دور این مخزن ، چهل شیر فلزی وجود داشته که بواسطه­ی بودن همین تعداد شیر به چهل­شیر معروف گشته است. آب این مخزن از آب قنات تأمین می­شده است و به روایتی آب­انبار مسجد محسوب می­شده و آب آن به مصرف آشامیدن می­رسیده است. ـ ساختمان کتابخانه نیز در قسمت شمال شرقی مجموعه قرار گرفته است و در نقشه­ی اصلی بوده ولی در ابتدا ساخته نشده و بعد از مدتی(1313 هـ . ش) توسط «ماكسيم سيرو» معمار فرانسوي، به صورتي هماهنگ با بناي اصلي به مجموعه اضافه گردیده است. دور تا دور بنا در بالاي حجره­هاي طبقه­ي همكف، كتيبه­ي مسجد و مدرسه­ي عالي كه متن وقف­نامه­ي مختصر آن محسوب مي­شود همچون دانه­هاي تسبيح قرار دارد.      از ويژگي­هاي مهم فضاي مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار كه در واقع يكي از برجسته­ترين ابداعات معماري قاجاري نيز به شمار مي­رود، وجود مهتابي­ها (تراس) و بهارخواب­هاي وسيع در طبقه­ي فوقاني است. هرچند اين فضا­ها با ظرافت بسيار در مسجد سيد اصفهان و مسجد سلطاني سمنان نيز يافت مي­شود، اما در مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار اين فضاها در مقياسي وسيع­تر و با پيچيدگي­هايي بيشتر طراحي شده است؛ چنانكه به جبهه­ي شمالي بنا نيز راه يافته­اند. اين ابتكار طرحي را به وجود آورده كه افزون بر القاي حس محصور و معين و امن بودن، حركتي در جهت خلاف محدوديت فضا ايجاد مي­كند. چنين تدبيري در فضاسازي، امكان پيوند ميان ناظر و بنا را مختلف نمي­سازد و در همان حال به پيچيدگي و غناي فضا مي­افزايد. مهتابي(تراس)­هاي داخل صحن باعث سبكي و تناسب فضاهاي معماري حياط مركزي بنا و در مجموع تناسب كل پلان و در نهايت آسايش استفاده كنندگان گرديده است. استفاده از قاب­هاي خالي براي تكميل تركيب­بندي مناره­ها با ايوان اصلي و حل كردن اختلاف ارتفاع چشمگير ايوان با ديگر قسمت­هاي ساختمان، نوآوري ديگري است كه در طراحي اين بنا به كار گرفته شده است. كاركرد اين قاب­ها در مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار بسيار بديع مي­باشد و در بدنه­ي خارجي بنا نيز در نهايت زيبايي به كار رفته است.      در بناي مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار، آجر، مصالح اصلي بنا را تشكيل مي­دهد و كمتر به شكل تزئيني به كار رفته و زمينه­اي براي كاشي­كاري گرديده است. با اين وجود در اين بنا طاق­هايي با آجركاري پرتنوع در دالان­ها و ورودي­ها به چشم مي­خورد. ـ تزئينات، چون يزدي­بندي و مقرنس و كاسه­بندي در اين بنا به كار رفته و كاشي­كاري با كاشي­هاي بسيار نفيس در سطحي وسيع مورد استفاده قرار گرفته است.  از انواع مهم كاشي­كاري در اين بنا، كاشي هفت­رنگ مُعَقلي، آجر لعابدار و كاشي معرق مي­باشد كه اين نوع آخري به صورت اسليمي، گره و برجسته در بنا بكار رفته است. كاشي­كاري­هاي مصور خشتي ـ رنگارنگ از مشخصات ممتاز تزئينات اين بناست. سنگ و تزئينات سنگي در اين مجموعه جابه­جا به كار رفته و از اين نظر با ديگر ابنيه­ي دوران قاجار تفاوت دارد و به معماري دوره­ي زنديه شباهت مي­يابد. ستون­هاي يكپارچه و سنگهاي ازاره­ي بنا از لحاظ حجاري قابل توجه است. تزئينات چوبي نيز چون ديگر تزئينات با استادي شكل گرفته­اند. درهاي حجره­ها و در اصلي شبستان زمستاني گره چيني معرق دارند. تزئينات فلزي هم در اين بنا به كار رفته است كه درب ورودي غربي رو به خيابان، بهترين نمونه­ي تزئينات فلزي مجموعه را دارد. پشت پنجره­ي حجره­ها نيز نمونه­هايي از فرفوژه ديده مي­شود. رعايت سلسله مراتب ورودي­ها و كاشي­كاري­، گچ­بري، آئينه­كاري، نمايان شدن رنگ زرد، بالا بودن بنا­ها از سطح زمين، پلكان­ها،    سرستون­ها، ايوان سه­دري و پنج­دري­ها، سقف­هاي دوردار، پنجره­هاي­مدور، شيشه­هاي رنگي و معماري كارت­پستالي از مناظر زيباي اين ساختمان هستند.      در مجموع، مسجد و مدرسه­ی عالی سپهسالار دارای کاشی و تزیینات بی­نظیری است . این تزیینات جلوه­های زیبایی از هنر اسلامی و ملی کشور ماست که بر عظمت و شکوه بنا می­افزاید. همه­ي اين خصوصيات و ويژگي­هاي مذكور كه در معماري بنا به كار گرفته شده و با توجه به جايگاه علمي و معنوي آن از زمان احداث تا كنون و همچنين شخصيت برجسته­ي باني آن، از مسجد و مدرسه­ي عالي سپهسالار بنايي باشكوه و عظيم ساخته كه آنرا در خور توجه و قابل تأمل و احترام مي­نمايد و بايد گفت كه يكي از ابنيه­هايي است كه به حق از مفاخر فرهنگي و هنري ايران محسوب مي­شود.