Мечеть Кул Шариф - одна из самых красивых мечетей России, включена в Список всемирного наследия ЮНЕСКО.

Здание мечети Кул Шариф в плане представляет собой 2 пересеченных под углом 45° квадрата в виде известного в мусульманском мире знака, означающего «благословение Аллаха». Стены представляют собой восемь пересекающихся стрельчатых арок, обрамленных высеченными в мраморе аятами из Корана и орнаментальными косичками. В образовавшиеся участки стен вписаны высокие стрельчатые окна, заполненные цветными витражами. Образующееся восьмилучевое пространство покрыто восьмилотковой кровлей. Пространство центрального объема по центру перекрыто куполом с вершиной на высоте 36 м. Купол прорезан окнами в форме тюльпанов. Ассоциативно он связан с Казанской Шапкой. Входная группа двухэтажным полуцилиндром примыкает к основному объему с двумя псевдоминаретами, акцентирующими вход. Второй этаж нависает над входом, опираясь на круглые колонны. Мечеть имеет также 2 малых минарета и еще 2 на углах главного входного портала. Общее число полумесяцев составляет 8 — по числу минаретов исторической мечети Кул Шариф, существовавшей, согласно описаниям, в XVI веке на территории Ханского Кремля. Внутренний объем здания имеет 5 этажей, включая цокольный и технический, и несколько промежуточных площадок-уровней, вспомогательного и технического назначения. В трех надземных этажах расположен вестибюль главного входа с группой помещений имама, молельный зал и балкон-галерея для женщин. В цокольном этаже, образующем стилобат здания, запроектированы женский распределительный вестибюль, помещения для омовений, гардеробы и Музей ислама. Вход в мечеть организован с главной молельной площади, с северной стороны здания, вход в музей ислама — с нижней, южной платформы.
Помещение ритуального и музейного назначения жестко зонированы, «мужской» и «женский» потоки посетителей разделены и обеспечены самостоятельными входами и выходами.
В отделке здания применены уникальные отделочные работы: керамические панно и росписи, выполненные по технологии XVI в., резной ганч, римская мозаика, ручная резьба по дереву и камню, классические витражи и цветные стекла по технологии запекания, позолотные работы и золотое шитье, облицовка фасада мрамором и гранитом. Паркетные полы мужского и женского зала устланы персидскими коврами. В отделке интерьеров применены естественные каменные материалы — гранит, мрамор разных цветов, мраморный оникс, змеевик.