泊头清真寺座西朝东，是一座木制结构古建筑群，既有阿拉伯风格，又有中国建筑特点，集建筑、雕刻、彩绘、书法等于一体，占地面积15000平方米，房屋近200间，建筑面积5000多平方米，由主寺和女寺两部分组成，主体建筑为三进庭院，坐落在东西向中轴线上，三进庭院分为前院、中院和大殿，前院有南北义学堂，中院为南北配殿，大殿有南北讲堂，三进院分设正步、正冠和静步三块石头；寺内角亭对立，重重院落相套，横向配以门道、石桥；正门门楼阔三间，高10米，单檐歇山，古棚出厦，琉璃瓦顶，朱门铜饰，门媚楷书“化肇无极”，“清真寺”黑地金字悬于上方，另两侧各有便门一个，继之青砖布瓦，雕花围墙，门脸建筑颇有气势。

前院

前院位于泊头清真寺东端，左右有南北义学堂各三间，正面是一座高约20米的二层三蒙班克楼，灰墙红柱，石雕斗拱，攒尖绿顶，飞檐高翘。楼内下为阁，上为厅，四周装有祀字形花梭栏杆，顶部有木质遗雕裙腰板、垂花柱，木作精致，楼两侧各有便门一个，各建筑为重檐顶；中殿由望月楼、南北便门、南北配殿、东耳房组成；望月楼为中院起点，下层为阁，砖砌石墙，饰圆窗，四周以12根方柱筑成围廊，上起四面飞檐，廊柱间加棱形花栏杆，上层为厅，全木结构，外有窄廊，可过人，四周围卐形花栏杆，顶部有木质浮雕腰板，垂花柱，二层三蒙，重檐轿子顶（上层为重檐，下层为单檐），绿琉璃瓦罩顶，三层飞檐的饰物均为绿琉璃瓦制。

中院

中院位于泊头清真寺中部，南北配殿各六间，且与义学石在一线，面向后坐进数尺，留下较大空间以突出大殿，正面则为3—4米高的彩画透雕三屏门、衣殿阁，出四跳斗拱层数多，出檐深度大。

大殿

大殿（丹埠）位于泊头清真寺西端，两边各有汉白玉石桥通向南北讲堂，南讲堂为阿文小学，北讲堂为阿文大学；北讲堂东侧有北跨院，设有沐浴室、烧水间十六间；大殿由前抱厦、前殿、中殿和后窑殿四部分组成，南北宽29米，东西长55米，呈凸形，号称“九九八十一间”，面积为1159平方米，采用卷棚式建筑形式，顶部飞檐四出，中间高前后低，殿内被金丝楠木的柱子分割成不同的空间，北配殿陈列百鸟松条几。

泊头清真寺内收藏较为丰富，有古代帝王、名人的题匾，有近现代名人字画，有自明代（14世纪）开始手抄的《古兰经》阿文本多卷、汉文本600米长卷以及石刻《古兰经》，有明代进士石三畏赠送的百鸟松条几，有清代乾隆年间立的《清真寺学田记》碑，还有较珍贵的明清瓷器、铜器等。

泊头清真寺是华北地区占地面积和建筑规模较大且配置齐全的建筑群，风格独特，既有阿拉伯风格，又有中国建筑特点，除具有清真寺的功能外，还融合了结构和艺术的协调统一，集建筑、雕刻、彩绘、书法等于一体，具有重要的历史价值和艺术价值。

1982年7月，泊头清真寺被河北省人民政府列公布为省级重点文物保护单位。

2001年6月25日，泊头清真寺被中华人民共和国国务院公布为第五批全国重点文物保护单位。

据传，明朝末年（17世纪），崇祯皇帝为修缮金銮殿，从南方伐来大批大料经运河北上，船经泊头冯家口时，李自成已率农民起义军攻下北京城。泊头在朝的回族官员御史石三畏、礼部沿书余继登，用这批木料修缮了清真寺。

泊头清真寺，位于河北省沧州市泊头市清真街南端、运河西岸，北距沧州市40千米，地处京沪高速公路出“南皮”口西行5千米。

途径泊头清真寺的公交线路有泊头公交2路、泊头公交7路。