بنای کنونی مسجد تاریخی نائین مشتمل بر : سردر ، صحن ، شبستان و گنبد خانه است. فضای ورودی ، علاوه بر ساباط مشتمل بر پیش طاق ، درگاه ، دالان و ایوان بوده و در ضلع جنوبی صحن ، گنبد خانه بزرگی با نقشه مربع قرار گرفته و بر بالای آن گنبد بزرگ و سالمی بر پا شده است.
در عصر مغول مردم نماز جمعه را در مسجد جامع نائین اقامه می کردند اما برای نماز جماعت یومیه در مسجد باباعبدالله گرد هم می آمدند.
هر دیوار داخلی گنبد خانه دارای درگاه ، طاق نما ها و تزئینات مقرنس کاری است. در این گنبد خانه بر لوحی چوبی که زمانی ، بخشی از منبر بوده عبارتی به تاریخ اول محرم سال 700 هجری نوشته شده است . البته این کتیبه در حال حاضر از این محل منتقل شده و در موزه نائین نگهداری می شود. در گنبد خانه تعداد ده قبر واقع شده که همگی مربوط به دوره ایلخانان است. در جلوی گنبد خانه، شبستانی ساخته شده که سه دهانه دارد دهانه وسط این شبستان بزرگتر از دو دهانه کناری است و بی شباهت به ایوان نیست. در وسط جبهه روبروی این بخش یک ایوان و در طرفین آن دالان هایی ساخته شده است. در جبهه غربی صحن، شبستان ستوندار کوچکی ساخته شده که سه دهنه به طرف صحن دارد. در طرف دیگر صحن ، روبه روی شبستان مذکور سه غرفه تعبیه شده که نمای آن با نمای شبستان غربی متقارن است در زیر بخشی از صحن ، شبستان زمستانی ساخته اند که روشنایی آن از طریق روزنه هایی در کف صحن تامین می شود. به نظر می رسد که در گذشته از پشت بام شبستان جبهه غربی به عنوان مهتابی استفاده می شده است.
بر اساس مندرجات کتاب تاریخ نائین نوشته میر جلال الدین احمد ، خطیب مشهور نائین در عصر مغول مردم نماز جمعه را در مسجد جامع نائین اقامه می کردند اما برای نماز جماعت یومیه در مسجد باباعبدالله گرد هم می آمدند.
مسجد باباعبدالله نائین در اواخر قرن هفتم هجری و اوایل قرن هشتم ، در زمان سلطنت غازان خان مغول از پادشاهان ایلخان ساخته شده است . گنبد این مسجد در انتهای جبهه قبله قرار گرفته است ( ضلع جنوب غربی ) .
قبور زیر گنبد مربوط به عرفا و افراد مشهور زمان ایلخانان می باشد . گویا این بنا در ابتدا به منظور مقبره ساخته شده بود که بعدها در کنار آن مسجدی ساخته شده و به این مقبره ملحق گردید پلان مسجد به صورت دو ایوانی می باشد .
اين بناي تاريخي به شماره 204 به تاريخ 1313/04/31 در فهرست آثار ملي ايران به ثبت رسيده است.
