تمامی این بنا از جمله گنبد که جزو بزرگترین گنبدهای آجری است با آجر ساخته شده و تزئینات بکار رفته در این بنا عبارت است از: کاشی کاری، آجرکاری، کتیبههای نفیس گچی و کاشی، مقرنس کاری، خطاطی ثلث و نستعلیق و نقاشی، که نقاشی این مدرسه توسط استاد محمد باقر قمصری صورت گرفتهاست.
کتیبههای خطوط مسجد توسط اساتید برجسته خوشنویس کاشان از جمله: محمد ابراهیم (جد خاندان معارفی)، محمد حسین (جد خاندان ادیب) و بسلمههای طغری توسط سید صادق کاشانی نوشته شدهاست.
مسجد آقابزرگ از نظر پلان جزو مساجدی است که دارای سه شبستان میباشد و نکته مهم وقابل توجه در این محل تلفیق مسجد و مدرسهاست. تمامی بنا با آجر ساخته شده تزئینات بکار رفته در آن جذابیت خاصی به این بنا بخشیدهاست گنبدخانه و فضای اصلی: مسجد بخش اصلی بنا میباشد که با سایر موجود تفاوت دارد. بنابر سنت معمول مساجد ایران شبستان اصلی و گنبدخانه معمولاً در چهار جبهه یا حداقل سه جبهه بستهاند. مخصوص باید گفته شود که جهت محراب حتماً بسته و بدون دروپنجره ساخته میشدهاست . اما در این بنا بر خلاف مساجد موجود، در ابتدا بخش گنبدخانه از ۴ جهت باز بود که این طرح باعث جریان یافتن هوای خنک در فضای گنبدخانه در فصول گرم تابستان در منطقه کویری کاشان میشد.