Caminin iki ayrı kareye yakın planı vardır. Birinci (öndeki) kare (iç avlu) 26 tane granit mermer ve porfir sütûna oturtulan 30 kubbeyle çevrilidir. Mermer döşemeli olan avluda, çevresinde 6 mermer sütûn bulunan bir şadırvan vardır. Şadırvan kemerleri, kabartmalı olarak "rumî" geçmelerle; köşebentleri de kabartma lâle ve karanfil motifleriyle süslüdür.
İç avluya, biri cepheden, ikisi yandan merdivenle çıkılan 3 kapıdan girilir. Bu kapılar ve cümle kapısı bronzdandır. İkinci kare (caminin harem kısmı) 64 x 72 metre ölçülerinde bir alanı kaplar ve çapı 24 metre, yüksekliği 43 metre olan bir orta kubbeyle örtülüdür. Bu kubbe, 4 büyük "filayağı" üzerine binen 4 büyük kemere, pandantiflerle oturur. 5 metre çapında olan bu ayaklar, aşağıdan yukarı doğru yivlidir. Bu yivler, ayaklara yumuşak bir görünüm sağlar.
3' er eksadra ile genişletilen sivri kemerli 4 yarım kubbe, caminin içine büyük bir hacim verir. Aşağıdan yukarıya 5 sıra olarak istiflenen 260 yuvarlak kemerli pencere, yapıya büyük bir hafiflik ve hiçbir camide görülmeyen bir ışık sağlar.
Caminin sol köşesinde "hünkâr mahfeli" yer alır. Mozaik ve yeşim süslemeli mihrabı, sedefli kapısı, turkuaz üzerine altın yaldızla yazılı çinileri, süsleme bakımından büyük bir değer taşır. Mahfelin oyma ve kabartma işleri, mermer korkulukları, taş işçiliğinin en güzel örnekleri arasındadır.
Mahfelin yanında, 1. Ahmed'in bir çilehanesi (itikaf köşesi) bulunur. Hünkâr mahfelinin camiden ve "Kasrı Hümayun"dan da girişi vardır. Mahfelin altındaki ahşap tavan da süsleme bakımından zengindir.
Caminin duvarları 16. yy. sonuyla 17. yy. başlarına ait çini panolarla kaplıdır. İnşaat defterlerine göre; burada 21 043 çini kullanıldı. Çinilerdeki motifler sayılamayacak kadar çoktur. Camideki yazılar, devrin ünlü hattatlarından Ahmed Gubarî tarafından yazıldı. Sedef işleri mimarın kendisi tarafından yapıldı. Zamanla bozulan kalem işleri, eski özelliklerini korur.
Caminin diğerlerinde olmayan özelliklerinden biri de 6 minareli olmasıdır. Ana kapının iki tarafında yer alan minareler ikişer şerefeli, köşelerde yer alanlar üçer şerefelidir. Cami bu 6 minare ve kubbesiyle, Ayasofya'nın ağırlığı karşısında, hafifliğin ve inceliğin başarılı bir örneğidir.
Cami; Sultan Ahmed'in türbesi, misafirhane, imaret, medrese, dârüşşifa, çarşı gibi yapıların merkezi durumundaydı. Atmeydanı'nın (Sultanahmet) bir ucunda yer alan bu binalar, sonradan ortadan kaldırıldı. Caminin sol tarafında bulunan Kasrı Hümayun da yandı.
