建筑布局及风格仿西安化觉巷清真寺，按中国传统建筑型制建造，兼有阿拉伯装饰风格。山门为一座三层亭式建筑，第一、二层为平面四角形，围廊阁楼。第三层为六角飞檐式尖顶亭阁，称宣礼楼。从山门到礼拜殿原有玉带桥和鱼池，现仅存遗址，礼拜殿坐西向东，由外殿、中殿、里殿三部分相连，面积约600平方米。外殿为卷棚顶，中殿硬山顶，里殿圆脊硬山结合一座三层楼阁式建筑，底层为正方形平面，二、三层为八角攒尖顶楼阁。

全名是伊宁陕西大寺，因为是陕西人建的，所以叫陕西大寺，很有中原建筑的特点，是全国重点文物保护单位。不过，现在不对外开放，貌似是个政府机关，比较遗憾。