این مسجد درجانب غربی صحن بقعه سیدحمزه و کنار خیابان ثقه الاسلام واقع است . بنای مستطیل شکل به ابعاد 8×20 متراست که توسط یک گنبد بزرگ به قطر هشت متر ودو طاق و دو گنبد کوچکتر درشمال و جنوب مسقف می شود . دراطراف این گنبدخانه، چند رواق و اتاق قرار گرفته است و دو درگاه، آن را به خیابان ثقه الاسلام و صحن رو باز بقعه سیدحمزه مرتبط می کند . دور تا دور مسجد، از اره مرمری خوشرنگی به ارتفاع 105 سانتی متر تعبیه شده که برقسمت فوقانی آن، سوره مبارکه اسراء به خط ثلث بسیار زیبا به طور برجسته نقر شده است . درچند جا، از اره اصلی ازبین رفته و ازاره مرمری ساده ای جایگزین آن شده است . درجانب شمالی در ورودی بزرگ مسجد، به جای ازاره اصلی، سنگ قبر ملامحمد باقرتبریزی- متولی بقعه سیدحمزه، متوفای 1188 ه-. ق- را نصب کرده و جسد نامبرده را در زیر آن به خاک سپرده اند . طاق های مرمرین محراب، در ورودی روبه روی محراب و دو پستوی کوچک مجاور، همه مزین به نقش ترنج، ختایی، اسلیمی و آیات قرآنی و متعلق به بنای اولیه مسجد هستند . سطح درونی گنبد بزرگ مسجد، مزین به اسما، جلاله، آیات و نقوش مختلف تزیینی است که زیبایی خاصی به گنبد خانه بخشیده است . نوشته ها و تزیینات سقف مسجد سابقا همه مذهب بوده اند؛ اما درتعمیرات سال های 1334-1333 رنگ های نامتناسبی روی آنها کشیده اند . کتیبه سر در مسجد ازخیابان ثقه الاسلام سابقا مرمرین و متن آن معرفی بانی، تاریخ بنای مسجد و تعمیر بقعه سیدحمزه بوده که به هنگام تعمیرمسجد، آن را به دیوان شرقی دهلیز ورودی منتقل کرده و کتیبه کاشی ساده ای به جای آن نصب کرده اند . براساس کتیبه مرمرین، بانی مسجد، میرزا محمد ابراهیم وزیر، و تاریخ بنای مسجد و تعمیر بقعه، "عشرتاسع بعد الالف " (1087 ه- . ق) است . این مسجد را سابقا "قزللو مسجد" می گفته اند که شاید علتش مذهب بودن تمام تزیینات و کتیبه های طاق ها و ازاره ها و رواق ها بوده است . قبر میرزا محمد ابراهیم، در جوار قبر سیدحمزه واقع است . بنای مسجد و منضمات، به علت خرابی های پیش آمده، بارها تعمیر و مرمت گردیده که از آن جمله، تعمیراتی است که در سال 1297 ه-. ق و در زمان ناصرالدین شاه به عمل آمده است . این بنا به شماره 881 به ثبت تاریخی رسیده است .
