清真南大寺山门建在九级台基上，石狮门楼，左右各有偏门，门前有上马石。门楣上嵌“清真大寺”砖刻。主体建筑为抱厦挑脊殿顶结构，正殿面积约1300平方米，对面为过厅。厅殿四壁培砖刻木雕，内外悬挂经文、汉文匾额和楹联。对门为砖木结构，面阔三间，进深一间，青瓦硬山顶。前后檐接出卷棚廊厦。另有南北经房、耳房、厢房，三面回廊连接。店两侧耸立“喧时”“望月”阁楼和葫芦亭共八座。建筑皆为红漆彩绘，绘花卉几何图形。整个建筑带有阿拉伯伊斯兰教色彩。

红桥区是天津市少数民族——回族居住较集中的地区。清真南大寺建于1882年是天津市建设较早、规模较大的清真寺之一。整个建筑不仅有中国明清时期北方建筑的特点，更带有浓厚的阿拉伯伊斯兰教色彩。现寺内存有清道光、同治、光绪、宣统年间匾额四方。厅殿四壁的砖刻木、，经文、汉文匾额和楹联等都具有较高的价值。