بر اساس شناسنامه فنی بنا، این گنبد یکی از یادمان‌های متعلق به اواخر دوره سلجوقیان در قرن ششم هجری است، که توسط خاندان علویان ابتدا به عنوان مسجد احداث شد و سپس در دوره‌های بعد با ایجاد سردابی در زیر زمین، به مقبره آن خاندان تبدیل شده است.
علت نامگذاری این بنا به گنبد علویان این بوده است که در گذشته‌های دور دارای گنبد بوده، گر چه در اثر گذشت زمان، گنبد آن فرو ریخته است. از سوی دیگر، علاقه شدید مردم به سادات و دوستداران علی (ع) و مدفون بودن دو تن از خاندان علویان در این بنا، از دلایل دیگر آن بوده است.
گنبد علویان که یکی از شاهکارهای معماری و گچبری بعد از اسلام در همدان است، در سال 1310 با شماره ۹۴ در فهرست آثار ملی به ثبت رسید.
نقشه بنای چهار ضلعی و گوشه‌های آن دارای لبه‌های ستاره‌ای شکل است. دیوارهای این مقبره مکعب شکل بوده، تا خط آغاز گنبد باقی مانده ولی خود گنبد فرو ریخته و از بین رفته است.
گنبد علویان از لحاظ هنر گچبری و آجرکاری از آثار ارزشمند و کم نظیر سده های میانی دوره اسلامی است. شکل ظاهری آن شبیه گنبد سرخ مراغه است که در سال 542 هجری قمری ساخته شده و ابعاد داخلی آن 8 متر در 8 متر و تزئینات غنی و متراکم و در عین حال راز آمیز و چشم نواز درون بنا تا حدودی مشابه بنای گنبد حیدریه قزوین است.
بنا به صورت مکعبی 4ضلعی در ابعاد 8/12 در 5/12 متر و ارتفاع 5/11 متر ساخته شده و 4 جرز ستون مانند به ارتفاع 5/9 متر با قطری قریب به 2 متر و شبیه برج‌هایی در 4 گوشه آن را در میان گرفته اند.
هر یک از برج‌ها دارای 5 طاق نمای فرو رفته مثلثی به ارتفاع8 متر و عرض 1 متر و عمق 5/. متر است که از حیث مقطع جرزها را به صورت نیمی از یک ستاره هشت پر در آورده است.
در جبهه شمالی بنا طاق نمایی جناغی از نوع 5 و 7 و به ارتفاع 10 متر و عرض حدود 5/5 متر دیده می شود .درون آن قابی مستطیل شکل به ارتفاع 60/5 و عرض 90/3 به صورت بر جسته قرار دارد.ورودی رفیع بنا در هیبت طاقی جناغی به عرض 6/1 و ارتفاع 40/3 متر جلوه‌ای ویژه به آن می بخشد.
بر فراز ورودی و درون کادر مستطیل شکل گچبری‌های بر جسته لانه زنبوری شامل گل و بوته های در هم پیچیده به شکل زیبایی خود نمایی می‌کند. بر حاشیه خارجی کادر نیز کتیبه‌ای گچبری شده مشتمل بر آیاتی از قرآن مجید به خط کوفی مشاهده می‌شود. پیشانی طاق نما را نیز گچبری مثلثی و ستاره‌ای شکلی به صورتی بدیع تزئین کرده است.
سطح شبستان ورودی بنا در مقایسه با زمین‌های اطراف و دیوارهای خارجی آن در ارتفاعی معادل 2/1 متر واقع شده و در حال حاضر 7 پله ارتباط بیرون و داخل بنا را میسر می کند.
راه پله های کم عرض از درون برج شمالی شرقی دسترسی به سقف و نیز راه پله ای که به صورت غیر متعارف درون محراب ایجاد شده راه‌یابی به سرداب اشکوب زیرین را میسر می‌کند.
نقشه بنا چهار ضلعی و گوشه های آن دارای لبه های ستاره ای شکل است دیوارهای ایم مقبره مکعب شکل بوده تا خط آغاز گنبد باقی مانده ولی خود گنبد فروریخته و از بین رفته است.