Cami 1179 yılında Saltuk Beylerinden Ebul Fetih Muhammet Nesruittin Efendi tarafından mimar Saltuk Kızılhasan Mehmet Efendi’ye yaptırılmıştır. Ancak sayısız onarımlarla özgün durumunu büyük ölçüde kaybetmiştir.
Erzurum'a 1640 yılında gelen Evliya Çelebi bu caminin toprak damlı olduğunu ve içerisinde de 200 çam direk bulunduğunu belirtmiştir. Ancak bu durumun böyle olmadığını görüyoruz.
Camideki kitabelerden anlaşıldığına göre değişik tarihlerde beş kez onarılmıştır. Erzurum Valisi Hüseyin Paşa 1639’da, Ali Efendi 1826’da camiyi onarmış, bunu 1858, 1860 yıllarında yapılan onarımlar izlemiştir. Bu onarımları belirten kitabeler de camiye yerleştirilmiştir. Vakıflar Genel Müdürlüğü ise 1957-1964 yılları arasında camiyi son kez ve bugünkü şekli ile onarmıştır.
Camide yapılan farklı tarihlerdeki onarımlar iç mekanda karışık bir mimari ortaya çıkarmıştır. Bununla beraber 51.00x54.00 m. ölçüsünde dikdörtgen planlı olan Cami 2216 m2 üzerine oturmaktadır.
Bugün on altısı duvarlara bitişik kırk sekiz paye ibadet mekanında üst örtüyü taşımaktadır. Caminin birinci bölümü beşik tonozla örtülüdür. buranın kubbesi dört adet fil ayağı üzerine oturmuş ve ahşaptan ve kırlangıç örtü şeklinde yapılmıştır. Bu kubbe mükemmel bir havalandırma sağladığı için camide nem olmaz.
İkinci bölümün önündeki iki mekan 10 sütunun taşıdığı tonoz örtülüdür. Üçüncü ve dördüncü bölümlerin üst örtüsü payeler tarafından taşınmaktadır. Cami üç mihraplı dır.
Cami 48 sütun üzerinde durmaktadır. Sütunlar ayni hizada olmayıp inşa edilirken birbirinin ekseninden 15 cm, 20 cm, 30 cm kaydırılarak caminin depremlere dayanımını artırıldığı gibi, mihraptan sesin arkalara daha rahat, bir yere çarpmadan yayılması da sağlanmıştır.
Caminin içerisi 28 pencere ile aydınlatılmıştır. Bunlardan güneydeki ikinci pencere üzerinde 1826 tarihli onarım kitabesi bulunmaktadır. Mihrabın tepesindeki fil gözü diye adlandırılan iki adet aydınlatma penceresi ise cami zeminine yansıttıkları güneş ışınları ile öğlen ve ikindi namaz vakitlerini ilan ederler. Sol taraftaki fil gözünden giren ışık elipsten tam daireye döndüğünde öğlen, sağdaki fil gözünden giren ışıkta elipsten daireye döndüğünde ikindi namazının vaktinin geldiğini belli eder.
Caminin beş kapısı olup, bunlardan ikisi doğuda, üçü de kuzeydedir. Bu kapıların hiç birisi birbirine benzememektedir. Doğudaki birinci kapının iki yanında birer mihrapçık vardır. Bunun kenarına da 1860 yılında yapılan onarımın kitabesi yerleştirilmiştir. Kubbe dışında kalan bölümler dıştan toprak damla örtülüdür.
Caminin en gösterişli yönü orta eksendeki piramidal altı dizi mukarnas dolgulu kubbedir bu kubbe caminin akustiğini artırmaktadır.
Caminin sağ tarafında tuğladan yuvarlak gövdeli tek şerefeli minaresi bulunmaktadır. Minareye cami içerisinden çıkılmaktadır. Şerefeden sonrası yıkılan minare son yıllarda onarılmıştır.
