مسجد جامع بسطام در جنوب شهر بسطام و در فاصله 200 متری جنوب آرامگاه بایزید واقع است. مسجد مذکور شامل دو قسمت می‌باشد. قسمت اول صحن مسجد است که به شکل مربع بوده و فضای آن باز است. صحن مسجد دارای محرابی است که با گچ‌بری‌های بسیار زیبا و هنرمندانه‌ای تزئین شده است. محراب مذکور دارای سه حاشیه می‌باشد که عباراتی بر آن گچ‌بری شده است. در قسمت وسط محراب دو مربع مستطیل دیده می‌شود که بر روی یکی نوشته شده «لا اله الا الله محمد رسول الله» و بر دیگری نوشته شده است «علی ابن ابیطالب ولی الله». گچ‌بری قسمت دوم از لحاظ اسلوب و صنعتی که در ساخت آن به کار رفته با قسمت اول کاملاً فرق دارد. تفاوت فاحش گچ‌بری مربع مستطیل دوم با تمام گچ‌بری‌های این محراب کاملاً محسوس می‌باشد و چنین استنباط می‌شود که چون این مسجد در سال 706 هجری قمری ساخته شده و در آن زمان مذهب تسنن در ایران رواج داشته است، اسامی ابوبکر، عمر و عثمان بر آن نوشته شده بوده ولی پس از رواج مذهب تشیع و تسلط فرمانروایان و حکام شیعه، آن اسامی را حذف نموده و به جای آن نام «علی‌ابن ابیطالب ولی الله» را نوشته‌اند. کتیبه دیگری در بالای محراب مسجد دیده می‌شود که تاریخ تعمیر مسجد را که در سال 1242 هجری قمری و در زمان فتحعلی‌شاه قاجار صورت گرفته در آن نوشته شده است.
به غیر از محراب مذکور و صحن مسجد، دو دالان طویل سرپوشیده در سمت شمال و شرق مسجد وجود دارد که هیچ گونه گچ‌بری و آثار قابل توجهی در آن‌ها نیست.
در این مسجد کتیبه‌ای وجود دارد که نام بانی و مؤسس مسجد جامع در آن نوشته شده است.
