Masjid Sulthoni merupakan bangunan peribadatan berupa masjid yang berada dalam kompleks Kepatihan. Bangunan ini diperkirakan didirikan bersamaan dengan pembangunan nDalem Kepatihan. Secara umum Kompleks Kepatihan berfungsi sebagai tempat tinggal Pepatih Dalem Kanjeng Raden Arya Adipati Danureja. Patih merupakan jabatan tertinggi dalam tata laksana pemerintahan, karena patih merupakan jabatan yang setingkat dengan perdana menteri.
Sebagai bangunan yang digunakan oleh orang penting, kompleks nDalem Kepatihan memiliki ukuran yang luas dan besar. Kompleks bangunan ini terdiri atas beberapa unit bangunan termasuk di dalamnya dilengkapi dengan bangunan masjid.
Bangunan masjid memiliki atap tajug lawakan lambang teplok dengan penutup atap genting, konstruksi atap ini disangga oleh empat soko guru. Bagian liwan sebagai ruang utama masjid berukuran 9 x 9 m, berbentuk bujur sangkar, memiliki mihrab dan mimbar yang berinskripsi angka arab 1216 (tahun hijriah = 1801 Masehi) namun tidak memiliki pawestren. Terdapat 9 (sembilan) pintu masuk dengan bentuk ambang atas melengkung dan tanpa dilengkapi daun pintu, masing-masing terdapat 3 (tiga) lubang buah pintu di dinding sisi utara, timur, dan selatan. Terdapat serambi dengan panjang mengikuti ukuran bangunan masjid dan lebar 5,7 m. Bagian serambi ini memiliki atap limasan dengan ditopang oleh 8 buah tiang kayu. Pada dinding liwan sisi barat terdapat sepasang jendela berdaun ganda (kupu tarung) berbahan kombinasi panil kayu dan kaca warna, masing-masing terletak di dinding sebelah kanan dan kiri mihrab. Pada dinding mihrab terdapat jendela bundar (oculus) di ketiga sisi dinding.
Pada dinding sisi barat selasar terdapat dua buah jendela bundar (oculus) masing-masing terletak di kiri (selatan) dan kanan (utara) bangunan liwan. Ketujuh jendela bundar di dinding sisi barat bangunan masjid ini memiliki drip cap yaitu proyeksi berupa moulding yang terletak di atas lubang jendela berbentuk setengah lingkaran mengikuti bentuk jendela yang berfungsi untuk menahan tempias air hujan.
Terdapat penambahan selasar beratap yang mengelilingi sisi utara, timur, dan selatan bangunan yang menampilkan denah keseluruhan menyerupai bentuk huruf “U” berukuran masing-masing lebar 7,2 m. Selasar tambahan ini beratap limasan jebengan dilengkapi rete-rete pada setiap lisplangnya, ditopang 32 buah kolom bata berplester. Pada rete-rete atap selasar di bagian depan bangunan masjid sisi selatan terdapat inskripsi huruf Jawa yang menunjukkan angka tahun Jawa “1848” atau 1917 M, diperkirakan sebagai tahun pendirian penambahan bagian selasar ini.
Lantai selasar tambahan ini lebih rendah dari pada lantai liwan dan lantai serambi masjid yang semua lantai tersebut dilapisi marmer berukuran 30 x 30 cm.