Alaaddin Keykubat Camii, Selçuklu dönemi mimarisinin önemli bir temsilcisi olarak dikkat çekmektedir. Bu cami, hem mimari yapısıyla hem de tarihi değeriyle ziyaretçilerini etkilemektedir. Giriş kısmı, çeşitli yönlerden açılan kapılarıyla dikkat çekerken, avlusu ve sütunlarıyla da özgün bir atmosfer sunar. Caminin iç mekânındaki detaylar, döneminin sanat anlayışını yansıtan unsurlarla doludur.

Alaaddin Keykubat Camii'nin mimari özelliklerinden bazıları şunlardır:

• Plan. Enlemesine dikdörtgen plana sahiptir.
• Girişler. Kuzey, doğu ve batı girişleri bulunur; batıdaki giriş sonradan kapatılmıştır.
• Avlu. Caminin kuzeyinde, taş duvarlarla çevrili bir avlu yer alır.
• Sütunlar. Sütunların çoğu çevredeki antik kentlerden devşirilmiştir.
• Örtü sistemi. Tuğla kemerlerle birbirine bağlanmış sütunların oluşturduğu duvarların üstü ahşap kirişleme ile örtülmüştür.
• Çatı. Üstü toprak damdır.
• Minare. Avluda, harim mekânının kuzeydoğu köşesine bitişik bir konumda, Osmanlı döneminde yapılan bir minare bulunur.
• Süsleme. Cephelerde, özellikle kuzey cephede, mermer taç kapı ve çeşitli nişler içinde kitabeler ile geometrik düzenlemeler, özellikle sekiz ve dokuz kollu yıldız motifleri kullanılmıştır.
• Mihrap. Çinilerle süslü olan mihrap, zamanla bozulmuş, yan silmeler alçı üzerine kalem işi olarak sonradan tamamlanmıştır.

Ayrıca, Isparta'nın Uluborlu ilçesinde bulunan ve aynı adı taşıyan başka bir Alaaddin Camii daha vardır. Bu cami de Selçuklu dönemi mimarisinin önemli bir örneği olarak, Sultan Alaaddin Keykubat döneminde inşa edilmiştir.