Перед входящим в мечеть внезапно открывается весь просторный объем зала. Отсутствие мебели и других предметов обстановки только усиливает впечатление, способствуя цельности восприятия. Гладкие, безоконные стены мечети внутри оштукатурены под мрамор, а в углах оформлены пилястрами, выступающими от плоскости стены на 15 см. В промежутке между пилястрами помещены таблицы с изречениями из Корана, выполненными вызолоченными буквами. Над ними проходит неширокая, с точеными балясинами галерея, охватывающая три стороны помещения. Окна, через которые проникает в мечеть дневной свет, находятся в нижней части купола.
Распределение и обработка основных элементов интерьера .(пилястры, арки, членение внутренней поверхности купола и т. д.) органически увязаны со структурной основой сооружения. Благодаря этому элементы интерьера дают отчетливое представление о конструктивной схеме сооружения, о логической взаимосвязи архитектуры и конструкции. Так, размещенные в углах пилястры удачно оформляют места стыка стен. В то же время они усиливают основную стену на тех участках, которые принимают на себя всю нагрузку и распорные усилия от купола.
Не доходя до пяты арок, пилястры (ширина 70 см) заканчиваются карнизом, составленным из ряда прямолинейных классических обломов. На нем находится расширяющаяся кверху плита, дающая естественный переход от пилястры к аркам. Пяты двух соседних арок в месте стыка объединены попарно и выполнены в виде капители; их лицевым сторонам придана форма неправильного пятигранника, напоминающая нагрудник башкирки. Поверхность капителей оформлена рельефной лепкой и старинным башкирским орнаментом.
Архивольты окон по ширине разделены на две полосы, из них внутренняя, непосредственно опоясывающая окно, оставлена гладкой, внешняя — обработана каннелюрами.
Просто и в то же время интересно сделан интерьер купола. Две горизонтальные линии, идущие кольцами, делят сферу купола по высоте на три части. Самая верхняя из них решена в виде неба: в центре на синем фоне расположено сияющее солнце, а вокруг него — восемь полумесяцев и множество шестиконечных звезд. Средняя часть, заключенная между двумя кольцевыми линиями, разделена на восемь равных долей тягами, идущими от оси пилястр ( в радиальном направлении). Поля украшены одинаковыми лепными узорами; в центре каждого поля помещена восьмиконечная звезда. По низу купола идут арочные окна. Поля между арками (тимпаны) заполнены выпуклыми арабесками и сложным башкирским орнаментом.
Композиция орнаментов, их место, размеры и детали говорят об умелой творческой переработке Брюлловым многовековых традиций башкирского орнаментального фольклора. В украшение капители, купола и тимпанов применены изображения в виде знаков интеграла и запятых, которые часто встречаются в резьбе по дереву, в аппликациях из сукон и вышивках башкир.
К середине купола мечети подвешена великолепная золоченая хрустальная люстра. Хрустальные подвески украшали и настенные осветительные приборы, размещенные по сторонам зала. Солнечные лучи, расцвечивая разноцветные стекла окон, преломляясь и отражаясь в хрустальных подвесках, обогащали интерьер мечети днем. Необычайно красиво выглядел интерьер и вечером, когда зажигали люстру. Яркие золотые узоры, сияние подвесок светящееся звездное небо производили сильное впечатление.
Зал был -просторен и пуст. Лишь у южной стены стояла небольшая дубовая кафедра с шатровым верхом, увенчанная шпилем и позолоченным полумесяцем. Кафедра заменяла молитвенную нишу — михраб; отсюда мулла давал наставления.
Высота мечети от фундамента до верха купола равна 18,9 м. На вершине купола установлен небольшой фигурный шпиль, увенчанный полумесяцем — эмблемой магометанской религии. Нижняя часть купола сферической формы, а верхняя — слегка конусообразная. Купольными опорами служат стрельчатые арки окон, которые передают давление от купола на стены в углах здания. Углы снаружи усилены контрфорсами прямоугольного сечения, составляющими со стенами единое целое. На фасаде они выглядят как приставленные столбы, покрытые сверху кровлей в один скат.
Окна, заполненные ажурными металлическими переплетами и разноцветными стеклами (витраж), выглядят очень эффектно. Прорезанные у самого основания купола, они создают впечатление необыкновенной его легкости. Эту невесомость купола подчеркивают и сверкающие на солнце, словно посеребренные, листы белой жести, которыми покрыто здание.
Композиционная схема фасадов, так же, как и плана в целом, отличается четкостью и простотой. Широкие архивольты, опоясывающие окна и спущенные до цоколя, использованы как единственный мотив архитектурного решения фасадов. Ниже окон плоскости стен по высоте разбиты на три части незначительно выступающими тянутыми филенками. Средние, большие из них, на каждом фасаде оформлены в виде пологой стрельчатой арки. Благодаря применению в обработке фасадов-приемов, зрительно облегчающих плоскости кирпичных стен, они не кажутся массивными.
По наружному виду мечеть воспринимается как простейшая композиция, составленная лишь из двух элементов: высоких стрельчатых арок с легкими заполнениями и объединяющего их купола. Эта классическая простота построения — одно из достоинств архитектуры мечети.
Восьмиугольная форма плана для мечети необычна. В странах Востока, в частности в Средней Азии, откуда мусульманский мир России заимствовал основные принципы планировки и строительства молитвенных зданий, мечети имеют прямоугольные планы (соборная мечеть
Бибиханым в Самарканде, Калян в Бухаре, Анау в Туркмении и др.). Городские и сельские мечети Башкортостана второй половины XIX — начала XX в. .в плане тоже были прямоугольными; об этом свидетельствуют дошедшие до нас образцы. Так почему же для караван-сарайской мечети была принята необычная форма плана?
В осуществленном варианте Брюллова здание мечети формой плана, лаконичностью архитектуры фасадов и силуэтом напоминает тирмэ. Стандартная сборно-разборная тирмэ имела простую структурную основу. Она состояла из двух основных элементов: каркаса стены и каркаса купола. После установки весь каркас обтягивался белым войлоком. Мечеть по внешнему виду также состоит из двух конструктивных элементов: восьми одинаковых стенок и купола. Кстати, кровля купола тоже четко разделена на восемь частей выступающими гранями. Но в конструкции .мечети есть еще третий элемент — контрфорсные столбы. Их нет в тирмэ, потому что там распорные усилия от купола погашаются нижним поясом купольного каркаса.
О стремлении архитектора придать мечети форму тирмэ говорит и такой серьезный факт, как исключение обязательной составной части мечети — молитвенной ниши — михраба.
Перенесение традиционной формы плана войлочных тирмэ на ч постройки из других материалов в прошлом встречалось довольно часто. В связи с тем, что придавать постройкам (особенно деревянным) круглый план с конструктивной точки зрения было неудобно и нелогично, их делали близкой к кругу восьми- или шестигранной формы. Восьмигранные формы придавались как бревенчатым жилым постройкам, так и культовым сооружениям XIX веке, например, на юговостоке Башкортостана наряду с круглыми войлочными тирмэ получили распространение дощатые, состоящие из шести и восьми одинаковых полотен. Такие тирмэ (кроме двери) имели одно или два окна.
Об одной мечети с восьмигранным планом, существовавшей в деревне Старо-Кайпаново Татышлинского района, упоминается в литературе XX в. Другая двухзальная мечеть, основной зал которой представляет восьмигранник, существует в Мечетлинском районе и поныне.
Минарет представляет собой высокую и стройную трехъярусную башню. Нижний ярус минарета трактован как пьедестал для вышележащей части. В плане по наружному абрису, он имеет квадратную форму с размером сторон 3,5X3,5 м. По углам кладка усилена контрфорсами метрового сечения.
На высоте 5,2 м квадратный план переходит в восьмигранник, а затем начинается средний ярус минарета. По наружному виду средний ярус напоминает многогранную каннелированную колонну, облицованную снаружи глазурованными изразцами белого цвета. Колонна полая (внешний ее диаметр равен 3,66 м, внутренний— 2,1 м); в ее центре сложена вторая колонна малого диаметра (68см).
На высоте 19 м минарет украшен великолепным сталактитовым карнизом; над ним идет третий ярус высотой 5,28 м. Здесь минарет уже принимает цилиндрическую форму. Поверхность этого яруса оштукатурена и побелена. Третий ярус закончен вторым, еле заметным карнизом.
Минарет имеет остроконечное завершение в виде конуса, покрытого покрашенным в зеленый цвет железом; над ним поднимается высокий шпиль с вызолоченным полумесяцем. Вся высота минарета равна 38,76 м.
Фасады пьедестала просты и мокументальны. Со всех четырех сторон на них размещены незначительно отступающие ниши, обрамленные стрельчатой аркой с выступающими клиньями и швами. С северной стороны нацедится вход в минарет.
Пропорции и характер архитектурной обработки пьедестала выявляют его конструктивную сущность и масштабность, помогая зрителю соразмерить высоту минарета с ростом человека.
Угловые контрфорсы, скошенные в своей верхней части в виде односкатных кровель, создают плавный переход от квадратного подножья к небольшому восьмигранному аттиковому поясу. Аттиковый пояс играет важную роль: он сглаживает переход от монументального основания к многогранному стволу минарета.
Верхняя кромка аттикового пояса оформлена в виде тяги, состоящей из прямолинейных обломов. Зрительно они выполняют роль обруча, стягивающего воедино отдельные грани минарета. На поверхности пояса помещены прямоугольные лежачие нишки, подчеркивающие контраст между горизонтальным поясом и вертикальными архитектурными элементами пьедестала и минарета.
Ствол минарета имеет 24 грани, оформленные в виде каннелюр, изгибы каннелюр при схождении образуют выступающие острые углы. Изящно выполненные каннелюры подчеркивают динамическую устремленность минарета и придают сооружению особую, стройность и выразительность.