این اثر طبق متون تاریخی به قرن سوم هجری قمری تعلق دارد که در دوره سلجوقی، ایلخانی و تیموری گسترش یافتهاست. در ضلع شمال شرقی مسجد جامع منار‌های وجود دارد که روی بدنه آجری آن کتیبه‌ای به خط کوفی نوشته شده است.
برخی شواهد نشان می‌دهد این مسجد در قرن نخست هجری و روی خرابه‌های آتشکده‌ا‌ی بنا شده است. مسجد جامع سمنان یکی از کهن‌ترین آثار تاریخی به جامانده از دوران اسلامی این شهر می‌باشد که در واقع نشانگر رشد و نبوغ هنر معماری مردم این شهر به شمار می‌رود.
این مسجد تاریخی شامل چندین فضای معماری است. صحن، ایوان بزرگ، مقصوره غربی و سه شبستان شمالی، جنوبی و شرقی.
ایوان بزرگ این مسجد 21 متر ارتفاع دارد و از آثار خواجه شمس الدین علی بالیچه سمنانی وزیر شاهرخ تیموری است.
مسجد جامع سمنان در طول تاریخ از لحاظ مذهبی، فرهنگی و اجتماعی از ارزش و اعتبار زیادی برخوردار بوده است. مناره مسجد جامع سمنان یکی از منار‌های تاریخی ایران متعلق به دوره سلجوقیان به شمار می‌رود که در گوشه شمال شرقی مسجد جامع قرار دارد.
ارتفاع این منار از سطح زمین ۳۱/۲۰ متر می‌باشد و از روی بام به ارتفاع ۲ متر کتیبه‌ای با طرح و نقش بسیار زیبا از آجر و با خط کوفی تزئین شده است.
صنیع الدوله در کتاب مرآت البلدان در مورد این مسجد نوشته: در زمان خلافت علی بن ابی‌طالب، ایشان فرمودند که از کوفه تا بخارا ۱۰۰۱ مسجد بنا کنند، در حکومت عبدالله بن عمر، ثروتمندان سمنان مسجد کنونی این شهر را ساختند ولی این بنا دارای چندان شکوهی نبود.
در قسمت فوقانی ایوان و بر سه بدنه آن کتیبه‌ای از کاشی وجود دارد که از ضلع شمالی ایوان شروع شده و پس از گذشتن از ضلع غربی تا انتهای ضلع جنوبی ادامه می‌یابد.
شبستان شرقی به وسیله در ورودی جنوب شرقی از شبستان جنوبی و به وسیله در شمالی از شبستان شمالی جدا می‌شود.
در جلو در ورودی شرقی که به نام جلو خان مشهور است، فضای هشت ضلعی بزرگی با پشت بغلهای کاشیکاری وجود دارد.
بر بالای در، ترکیبی از آجر و کاشی های رنگارنگ که کلمات الله، محمد، علی، فاطمه، حسن و حسین روی آن نوشته شده، به چشم می خورد.
شبستان جنوبی مشتمل بر ۱۶ ستون مدور در وسط و ۸/۵ ستون در اطراف دیوار شرقی می باشد که پایه‌های ۲۷ اتاق شبستان را تشکیل می‌دهند.
این شبستان در زمان ارغون خان و به وسیله وزیرش شیخ علاء الدوله سمنانی احداث شده و در عهد سلطنت فتحعلی شاه قاجار توسط ذوالفقاری خان سمنانی حاکم سمنان، دامغان، شاهرود و بسطام نسبت به تعمیر آن اقدام گردید.
مسجد جامع سمنان با شماره 163 در فهرست آثار ملی ایران به ثبت رسیده است.