مسجد جامع شهر همدان در نزديکی ميدان مرکزی شهر و در قسمت غربی خيابان اکباتان، در محدوده راسته بازارهای شهر قرار دارد. اين مسجد از بناهای دوره قاجاريه است و تاريخ شروع ساخت آن در قطار بندی جلو ايوان بزرگ، سال 1253 ثبت گرديده است.
اين مسجد سه در ورودي دارد كه عبارتند از : ورودي نوساز سمت خيابان اكباتان , ورودي قديمي با دالان طاقدار در ضلع شرقي صحن ، ورودي قديمي با دالان هشتي مقرنس كاري شده در ضلع غربي صحن ، كه هر سه از زيبايي چشمگيري برخوردارند . بناي مسجد جامع همدان داراي طرحي مستطيل شكل و چهار ايواني ناقص است .
قسمتهاي جنوبي اين مسجد شامل ايواني مرتفع مي باشد كه رسمي بندي جلو آن از آجر و كاشي معرق ساده ساخته شده است و بر روي آن با كاشي فيروزه رنگ نام الله و نام پنج تن نوشته شده است . گنبد آن نسبتا بزرگ و دو پوششه است . اين مسجد رواقهاي زيبا و ديدني دارد . ضلع غربي شامل هشتي مقرنس كاري شده و شبستان كوچك و كم ارتفاع زمستاني است .
ضلع شرقي مسجد در مقياس كوچكتر ار بخش قديمي باقي مانده است . درحال حاضر مسجد داراي سه ايوان ،‌ دو شبستان و گنبدي آجري و صحن وسيع و دلبازي است كه حوض بزرگي را در خود جاي داده است ايوان اصلي در ضلع جنوبي واقع شده و دو ضلع شرقي و شمالي نيز مناره هايي قرار دارد طاق نماهاي كم عمقي نيز در ضلع جنوبي صحن وجود دارد شبستان اصلي مسجد داراي 55 ستون 11 در 5 رديف است گنبد آجري مسجد كه بر روي اين شبستان قرار دارد .
در قسمت زير داراي كتيبه هايي از جنس خشت و نوع كاشي زرد است كه سورة جمعه و آية شريفة " انما يعمرو مساجد الله " و آية‌ " من المهتدين " و " آيه الكرسي " به خط ثلث زيبايي بر حاشية آن نوشته شده است . در قسمت راهرو ورودي مسجد سنگاب بزرگي از سنگ يكپارچه قرار دارد كه قطر دهانة آن 1 متر با ضخامت لبة 13 سانتيمتر و ارتفاع 1 متر كه اشعاري به خط نستعليق حاوي نام واقف و تاريخ آن درج گرديده است :
حاجي الوقف الحمدخان
خادم الدين جنابِ قدس مدار
در حال حاضر از اين مسجد برای برگزاری نمازهای روزانه، جمعه و ساير مراسم ديگر استفاده می گردد .