مسجد شاه طهماسب یکی ازمساجد تاریخی شهریزد محسوب می شود، اما آنطورکه قدمتش نشان می دهد برای گردشگران و حتی خود یزدیها نا شناخته مانده است. بانی بنای قدیمی این مسجد ، “بیگم “دختر شاه طهماسب صفوی است که به همسری نورالدین میر میران از خاندان شاه نعمت ا… در آمد.ولی از بنای قدیمی آن چیزی بر جای نمانده، مگر دو سنگ مر مر یکی در محراب و دیگری بر ستون میدان.
اندازه سنگ محراب به 76 در 145 سانتی‌متر می‌رسد. سنگ مرمر دیگر نیز کتیبه‌ای شامل فرمانی حکومتی و از جلوه‌های قابل توجه ضلع شمالی مسجد است.در قسمتی از این فرمان که توسط شاه‌طهماسب صفوی در سال 984 ـ 930 هجری قمری صادر شده آمده است که این فرمان در مسجد جامع یزد نصب شود. بنابراین می‌توان گفت که پس از مسجد جامع کبیر یزد، مسجد جامع شاه‌طهماسب اهمیت داشته است.
برای دیدن این مسجد تاریخی باید به مرکز شهر ،جایی که اکثریت بناهای تاریخی همچون تکیه امیرچخماق و بازارتاریخی یزد قراردارد روانه شوی تا به میدان تاریخی “سید مصطفی خمینی ” برسی ،البته در این مکان که محله بعثت نام دارد اینقد رابنیه و آثار تاریخی قراردارد که همین آثارتاریخی مشهور شاید مهمترین دلیلی یاشد که باعث شده مسجد شاه تهماسب برای دوستداران میراث فرهنگی زیاد شناخته شده نباشد.
این مسجد در سال‌های اخیر به‌طور کامل تجدید بنا شده و شامل یک تابستان‌خانه، گرم‌خانه، سالن بزرگ، گنبد و مقصوره است که همه بخش‌های آن به سبک جدیدی ساخته شده‌اند. در بخش سردخانه، هشت ستون گچی ساده که حدود یک متر آن‌ها با سنگ پوشیده شده است، به‌چشم می‌خورد. پوشش داخلی گرم‌خانه و سردخانه از گچ است و مقصوره در وسط تابستان‌خانه ساخته شده است.
پوشش داخلی گنبد به‌صورت رسمی‌بندی (کاربندی) با خطوط بنایی مزین شده است و در اربانه گنبد، هشت نورگیر فلزی نصب شده‌اند و چند تاق‌نمای گچی ساده در تابستان‌خانه دیده می‌شوندولی در ضلع جنوبی تابستان‌خانه، محرابی با کاشی معرق و نقش‌های گل و بوته اسلیمی، ختایی، ترنجی و خطوط ثلث مزین رنگین وجود دارد.
در تابستان خانه این مسجد سه در فلزی بزرگ دارد که ورودی میانی، مشبک و رنگی است و پشت بام و کف مسجد با موزاییک فرش شده‌اند. نمای ظاهری مسجد گواه وجود سه در ورودی فلزی است و سردر ورودی اصلی با خطوط رگ جین آجری و حاشیه آن با کاشی معرق و نقوش اسلیمی، ختایی و ترنجی مزین شده است و گنبدی دوپوسته و پوشیده‌شده با آجر دارد.
نمای گرم‌خانه، سقف مسطح و مزین به رگ‌چین آجر دارد و پنج پنجره‌ی فلزی در قسمت فوقانی و در ضلع شمال و شمال غرب آن دیده می‌شوند. راهرو ورودی نیز تاقی ضربی با قوس جناقی دارد. این بنا، جنبه مذهبی داشته است و اکنون نیز برای عبادت از آن استفاده می‌شود. به‌دلیل اهمیت تاریخی این مسجد و با هدف حفظ و نگهداری آن، مرمت‌هایی در دوره‌های مختلف صورت گرفته است.
