Mimari olarak kare planlı ve tek kubbeli bir yapıya sahip olan caminin girişindeki son cemaat yerinin iki tarafından kasr-ı hümayun da yer alıyor. Yuvarla gövdeli minarenin şerefesi, ince sütunlardan oluşan bir galeriyle çevrili olup kemerlerinde etkileri görülüyor. Cami, Osmanlı mimarisinde Batı etkilerinin daha da belirginleştiği dönemin örneklerinden biri olma özelliği taşıyor.
‘’Her ne kadar cami mimari unsurlar açısından barok özellikler sergilese de minaresinin şerefesi eklektik bir yapıya sahiptir. Küçük Mecidiye Camisi’nin özgün unsurlarından biri, sahip olduğu tek minaredir”
Doğan, 177 yıl önce yapılan Küçük Mecidiye Camisi’nin inşası esnasında Sultan Abdülmecid’in talebiyle Kabe’den getirilen toprağın da harcına eklendiği bilgisini verdi.