Yapının kervansaray olarak inşa edildiği ve sonradan camiye çevrildiği veya kervansarayın yıkılıp yerine cami yapıldığı ileri sürülmektedir. Bitişiğindeki, Sölpük Mescidi olarak bilinen ve kadınlar mahfeli olarak kullanılan kubbeli mekânın da Eminüddin Mikâil Kütüphanesi ismiyle hizmet vermiş olduğu bilinmektedir. XIII. yüzyılın ilk yarısında inşa edilmiş olduğu genel kabul görmüş bir yaklaşımdır, fakat değişikliklere uğramıştır. Kendisiyle ilgili en eski kitabe, Kadı Kapısı olarak adlandırılan kuzey taç kapısı üzerindedir ve muhtemelen ilk konulduğu yerdedir. Kitabeden yapının, Selçuklu emîrlerinden Mikâil b. Abdullah tarafından 1275’de tamir ettirildiği anlaşılmaktadır. Doğu kapısı üzerinde de, grift bir kitabe yer almaktadır. Sultan II. Murad döneminde, Sivrihisar kadısı Hızır Bey tarafından 1440 yılında büyük bir tamirata tabi tutulduğuna dair kitabenin solunda Mikâil’e ait olduğu söylenen stilize bir kanatlı varlık tasviri vardır. Tasvirin altında halkın onarıma yardımını anlatan, özensiz bir kitabe daha bulunmaktadır. Yapı 1778 ve 1956-1959 yıllarında da tamirat görmüştür.

Cami dıştan yaklaşık 26,50 x 52,60 ölçülerinde olup, doğu-batı yönlü enine dikdörtgenimsi zemine oturmaktadır. Duvarları kesme ve moloz taşla örülmüştür ve dört giriş kapısı vardır. Musalla kapısı, 2013-2015 yıllarındaki restorasyonunda pencereye dönüştürülmüştür. İlk inşasında toprak damlıyken, hâlihazırda iki şevli kırma çatı örtülüdür. Üst örtü, dördü ilk inşasından kalma 67 soyulmuş silindirik kütükle desteklenmektedir. Bu ahşap desteklerin tabanlarında bazıları sütun başlıkları olan devşirme malzeme mermer altlıklar bulunmaktadır. Ahşap desteklerin mihrap önündeki ikisinin üstünde yine Bizans dönemine ait devşirme mermer sütun başlıkları vardır. Toplamda 19 desteğin üzerinde mermer sütun başlığı bulunurken, diğerleri düz ağaç başlıklıdır. Devşirme mermer malzemenin çoğunun Pessinus örenyeri kaynaklı olduğu görüşü yaygındır. Başlıklara, ağaç kirişler atılarak harim, mihrap duvarına paralel altı sahna bölünmüştür. Kullanılan ahşap malzeme ardıç, sarıçam ve meşedir. İlk inşadan kalma olanlarla birlikte altı ahşap desteğin üst kısımları, geometrik ve bitkisel kabartmalarla süslenmiş, kabartmalar sarı, yeşil ve siyah renklerle boyanmıştır. 1440’daki büyük onarımda konulmuş olduğu düşünülen, yüzeysel nişli ve mukarnaslı mihrabı stuko malzemelidir.

Ceviz ağacından yapılmış kündekâri minberi, geometrik bölümler içinde, rûmî ve palmetlerle ince işlenmiş dolgular ve ajurlu korkuluk şebekelerle kendisini göstermektedir. Taht kısmında kare şebeke dolgusunda, sekizgenlerin birbirini kesmesinden meydana gelmiş örgü motifi karakteristiktir. Kapı kanadı üzerinde usta adı olarak, Hasan b. Mehmed yazılıdır. Kapı kemerini çevreleyen sülüs kitabe kuşağında, Ayet el Kürsi vardır. Ebcet hesabıyla 1244 tarihi alınan minberin 1924’de Kılıç Mescidi’nden getirildiği ifade edilmektedir. Cami içerisinde, kabartmalı ahşap dolap kapakları da bulunmaktadır. Mermer kaideli tuğla gövdeli minaresi, Hacı Habib b. Taymış tarafından 1412’de inşa ettirilmiştir. Minare dış kapısı üzerine sonradan konulan, yalnız imaretin anıldığı 1232 kaydı düşülmüş diğer kitabenin, Sölpük Mescidi’ne ait olduğu düşünülmektedir.