يعود تاريخ تشييد المسجد والذي هو من المعالم الاثرية المتبقية من عهد شاه عباس الاول، يعود الى السنوات ما بين 1014 الى 1021 للهجرة القمرية. هذا المسجد هو من روائع العمارة الايرانية خلال القرن الحادي عشر الهجري، والذي تتجسد فيه أعمال الزخرفة بأنواع القاشاني والنحت على الأحجار وعظمة القبة وارتفاع مآذنه تمت عملية تزيين المسجد بالقاشاني تدريجياً في عهد خلفاء الشاه عباس الاول. أما كتيبة الجزء العلوي للمدخل الرئيس للمسجد والمغطاة بالقرميد، فيعود تاريخها الى عام 1025 الهجري.

ان زخارف مسجد الإمام بالقراميد الفسيفسائية والمقرنصات مع أشكالها ومنحنياتها باللون الفيروزجي هي من أروع ما سجله فن الزخرفة بالقاشاني في العصر الصفوي.
ونرى على جدران المسجد أشعاراً مكتوبة بالفارسية تؤرخ وحسب الحروف الأمجدية لعام 1046 للهجرة القمرية وعهد الملك الصفوي شاه صفي. وفي دهليز المسجد الجميل، يقع إناءٌ أثريٌ كبيرٌ من الحجر.

وللمسجد أربعة إيوانات، ونقشت على الكتيبات والألواح الحجرية الموجودة فيه مرسوماتٌ وأوامر ملكية من عهد شاه عباس الاول. أما في جانبي صحن المسجد، فيظهر مبنى يتعلق بالمدرستين السليمانية والناصرية. المدرسة السليمانية يعود تاريخ بنائها الى عهد الشاه سليمان الصفوي وسنة 1087 الهجرية تحديداً، بيد أن المدرسة الناصرية التي شيدت في العصر الصفوي، شهدت عملية اعادة إعمار وتحديث في عهد ناصر الدين شاه القاجاري ومن هنا جاءت تسمية هذه المدرسة بالناصرية.

قبة المسجد الكبيرة ذات الجدارين وكذلك المنارتان الشاهقتان، مكسوتان بالقاشاني. ويبلغ ارتفاع هاتين المنارتين 48 متراً وفي طرفيها هناك كتيبات تؤرخ لسنة 1037 أي السنة التي انتهت فيها أعمال بناء القبة البالغ ارتفاعها نحو 54 متراً. ويقدر الفاصل فيما بين الجدارين الداخلي والخارجي للقبة حوالي 15متراً. كما نرى في هذا المسجد مرسومات ملكية وألواحاً حجرية منقوشة باقية من العصر القاجاري.
هذا ومن الأشياء التي تسترعي انتباه السائحين في مسجد الامام اليوم هو صدى الأصوات في قلب القبة الجنوبية الكبيرة للمسجد.

تؤرخ كتيبة الجزء العلوي لمدخل المسجد لسنة 1025، كما تروي أن الشاه عباس الأول امر بتشييد هذا المسجد من ماله الخاص، مهدياً ثوابه الى روح جده الكبير شاه طهماسب.
يعد مسجد الشاه اي مسجد (الامام) من روائع الفن المعماري وفن الزخرفة بالقاشاني والنحت على الأحجار بايران في القرن الحادي عشر الهجري، وآخر سنة منقوشة على جدران المسجد هي 1077 للهجرة أي آخر سنة حكم شاه عباس الثاني و1078 للهجرة أي اول سنة تربع الشاه سليمان الصفوي على العرش الملكي، ما يوضح لنا أن جميع زخارف المسجد جرت في عصر خلفاء شاه عباس الاول أي شاه صفي وشاه عباس الثاني وشاه سليمان.

الى ذلك، تم نصب قطعة بسيطة من الحجر على شكل «منحني» وفي موضع محدد موقت على وقت الظهر الشرعي الحقيقي لمدينة اصفهان على مدى فصول السنة الاربعة. ويذكر أن صنع هذا المنحني وعملية توقيته كان من اختراعات الحكيم والفقيه وعالم الرياضيات العملاق في عهد الشاه عباس «الشيخ البهائي العاملي».