Masjid Agung Xian memiliki keunikan tersendiri dari masjid masjid pada umumnya di China. Keunikan masjid Agung Xian ada pada arsitektur bangunannya yang mirip kuil-kuil di China. Mulai dari pintu gerbang masjid hingga pada bangunan utama masjid terdapat taman taman dengan berbagai tema yang berjumlah 5 macam.
Masjid Agung Xian termasuk masjid tua yang ada di China dengan pemeliharaan yang baik. Pada masa Dinasti Ming berkuasa, masjid Agung Xian dikonstruksi ulang secara besar besaran. Gaya arsitektur China tradisional melekat pada gaya bangunan masjid Agung Xian. Perkiraan abad ke tujuh Masjid Agung Xian sudah ada, namun bangunan masjid yang saat ini bisa dilihat adalah bangunan dari tahun 1392.
Ada pendapat bahwa yang membangun Masjid Agung Xian adalah Haji Cheng Ho, Laksamana Angkatan Laut China yang memiliki jasa dalam mengamankan perairan laut China dari serangan bajak laut. Masjid Agung Xian dibangun pada sebuah tempat diluar tembok kota yaitu Hua Jue Lane. Tempat tersebut dulunya tempat orang-orang asing disebelah barat laut kota Xian, tetapi masjid Agung Xian sekarang sudah masuk pada kota Xian.
Bangunan masjid dengan luas 48 x 248 meter dalam area penuh masjid yang memiliki luas 12.000 meter persegi. Pada halaman masjid ada sebuah pagoda China dan masjid tetap menghadap kearah kiblat. Pada halaman pertama setelah pintu gerbang masjid terdapat bangunan dengan bahan batu bata yang digiling sebagai dinding bangunan kemudian diukir dengan motif bunga bersusun seperti berlian.
Pada tengah halaman ada gerbang kayu menjulang setinggi 9 meter struktur semua terbuat dari kayu dan bagian bawahnya bertapakkan pada batu, ini namanya pailou. Dougong kurung bertingkat adalah sebuah hasil dari ukiran yang tertata sangat rapi dan beratapkan genting kaca yang berwarna biru, sehingga tampak serasi.
Ada Paviliun Yizhen atau Paviliun Tiada Tanding. Paviliun ini sebagai tempat belajar memiliki gaya arsitektur atap berpinggul dengan 3 lengkungan. Ukiran halus menghiasi pintu paviliun dengan jendela khas China yang berjeruji sebagai lubang angin. Dakwah Islam memang tidak secara frontal, tetapi dengan cara yang lembut. Terbukti bahwa budaya bangunan China masih melekat kuat pada Masjid Agung Xian. Seperti patung berbentuk makhluk yang dilarang dalam Islam masih ada pada bangunan masjid Agung Xian. Namun patung tadi letaknya diatas atap sebagai hiasan pada arsitektur atap khas China, tidak sejajar mata yang berada dibawah.
