از مساجد مهم تاریخی دوران سلجوقی و از مساجد بزرگ ایران زمین است كه با توجه به تاریخ ساخت آن شاید بتوان گفت معماری ایرانی – اسلامی این مسجد الگویی بودهاست برای ساخت مسجدهای بزرگ دیگر بویژه مناطقی كه در قلمرو حكومت سلجوقیان بودند. مسجد جامع گلپایگان در سال ۵۰۸ هجری قمری، در دوران حكومت ابوشجاع محمدبن ملكشاه سلجوقی بنا شدهاست. پیش از آن به استناد نام ابوشجاع كه در كتیبه دور گنبد است، زمان ساخت مسجد گلپایگان را بین سالهای ۴۹۸ تا ۵۱۲ هجری قمری، یعنی دوران حكومت وی، میدانستند تا این كه باستان شناسان با خواندن كتیبههای محراب دریافتند كه بخشی از كتیبهها در زیر كف شبستان مسجد است و به احتمال قوی تاریخ بنا هم روی آن نوشته شدهاست. چنین بود كه تاریخ دقیق ساخت مسجد روشن شد. مسجد جامع گلپایگان به دستور ابونصر ابراهیم بن محمد بن ابراهیم بابا عبدالملك ساخته شده و نام این شخص در ۲ جای مسجد، یكی در كتیبه دور گنبد و دیگری در حاشیه محراب درج شدهاست. دیگر این كه مسجد را یك معمار قزوینی به نام ابوعمر بن محمد القزوینی (معروف به بواسار كسرار) ساخته و نام او نیز در بالای محراب در زیر كتیبه دور گنبد، در ۲ سطح نقش بستهاست. از دیگر آثاری كه نام سلطان ابوشجاع محمد بن ملكشاه سلجوقی به یادگار روی آنها نقش بستهاست، عبارتند از: منار مسجد جامع ساوه به تاریخ ۵۰۴ هجری، مسجد جامع قزوین به تاریخ ۵۰۸ هجری، ۲ حجره در مسجد جامع دیار بكر تركیه به تاریخ ۵۱۱ هجری و دیوار روبه روی شبستان مسجد اموی در دمشق به تاریخ ۵۰۳ هجری قمری.
وقتی تاریخ ساخت مسجد گلپایگان را با تاریخ ساخت مسجدهایی دیگر كه در دیار بكر، سوریه، قزوین و ساوه میسنجیم، میفهمیم كه در یك دوره كوتاه چند ساله از سال ۵۰۳ تا ۵۱۱ هجری قمری چند مسجد در دوره حكومت سلجوقی و مناطق دور از هم بنا شدهاست كه با توجه به این نكته از یك سو در مییابیم كه حكومتها، در طول تاریخ، برای كسب مشروعیت و نشان دادن اقتدار و وسعت قلمرو خود به مسجد به عنوان یك ركن اساسی نگریستهاند. از سوی دیگر شاید بررسیهای دقیق در شیوه معماری این مسجدها تشابهات قابل توجهی را نشان دهد. این مسجد دارای صحن و شبستان وسیع و گنبد بزرگ آجری میباشد و متعلق به زمان محمد بن ملكشاه سلجوقی میباشد. ازخصوصیات مسجد و گنبد آن دارا بودن كتیبههای آجری متعدد و تزئینات فراوان دوره سلجوقی است. در متن كوفی گنبد، نام محمد بن ملك شاه خوانده میشود و اطراف محراب بزرگ زیر گنبد در متن كتیبهای نام بانی آن بنای عظیم را، ابونصربن محمد بن ابراهیم آوردهاند. همچنین بر بدنههای مختلف شبستان نام بزرگان دین و جملات مذهبی را به خط كوفی آجری نوشتهاند. در زمان فتحعلی شاه قاجار شبستانهای ساده طرفین گنبد و بناهای شرقی و غربی مسجد را احداث نموده و بر ساختمانهای گنبد عهد سلجوقی افزودهاند. ساختمان گنبد عهد سلجوقی متعلق به اوایل قرن ششم هجری قمری است. صحن مسجد جامع گلپایگان بدون احتساب هشتیها، حجرهها و رواقها حدود یك هزار و ۶۰۰ متر مربع مساحت دارد و ارتفاع گنبد مسجد ۲۲ متر و ابعاد گنبد از داخل ۱۲ در ۱۲ متر است. یك حوض آب بزرگ و كم عمق نیز در وسط صحن مسجد قرار دارد كه علاوه بر مكانی برای وضو گرفتن نمازگزاران بر زیبایی این مسجد افزودهاست. سر در مسجد گلپایگان از سمت داخل محوطه رو به صحن با آجرهای آبی رنگ با جمله «یا علی» بصورت زیبایی مزین شده و شبستان اصلی مسجد جامع گلپایگان همچون سایر بناهای عصر سلجوقی فاقد كاشی كاری است. در كتیبه مسجد جامع كه شرح نوشتهها به خط كوفی است، نام ابابكر صدیق، عمر بن خطاب، عثمان، علی ابن ابیطالب و طلحه و زبیر و عبدالرحمن بن عوف…آمدهاست. (البته بعدها عده ای خواستهاند در اصل كتیبه دست ببرند و جملاتی را در رد و لعن ابابكر و عمر و عثمان و…در كنار كتیبه افزوده اند.) محراب مسجد از دو بخش تشكیل شدهاست كه در قسمت پایینی متصل به كف محراب و در قسمت بالای محراب كلمات «الله احد» و «الله صمد» به خط كوفی مشهود است. آیاتی از قرآن كریم نیز در اطراف محراب بزرگ مسجد جامع گلپایگان به خط كوفی نقش بستهاست.
شكارچیان گنج از جمله Lorenz korn و تیم همراهش (كه به گلپایگان نیز آمدهاند)، با شگفتی از كتیبههای مسجد جامع گلپایگان یاد كردهاند. (منبع: مقاله Schatzsuche unter der Moschee شكار گنج در مسجدمسجد جامع گلپایگان در تاریخ نهم مرداد سال ۱۳۱۲، به شماره ۱۹۱ در فهرست آثار ملی (ایران) ثبت شدهاست. دوپوش گنبد مسجد جامع گلپایگان مانند دوپوش گنبد مسجد جامع یزد و اغلب گنبدهای قرن هفتم به بعد، گسسته (و نه پیوسته) است. دو پوش گنبد گاهی پیوسته و گاه گسسته است. گنبدهای پیش از اسلام (و همچنین گنبد هایی مانند گنبد سلطانیه و گنبد مسجد شیخ لطف الله و گنبد خاگی مسجد جامع اصفهان)، دو پوش پیوسته است. چنانكه گاهی دو پوسته بی هیچ واسطه ای به هم متصل میشده و گاهی هم فقط صندوقه یا كندو و شیاره ای میان آنها فاصله بوده است. در گنبدهای گسسته (مثل گنبد مسجد جامع گلپایگان)، گاهی دو پوسته در كلاله از هم فاصله میگیرند. مسجد جامع گلپایگان در سال ۱۳۱۰ ه.ش. به سرپرستی آندره گدار فرانسوی تعمیر شده است.