Daha önce hiç rastlanmayan bir büyüklük ve mimari tasarıma sahip olan Süleymaniye Külliyesi, merkezde bir cami, medreseler, tabhane, darüşşifa, bimarhane, türbeler, hamam, çarşılar ve sıbyan mektebinden oluşmaktadır. İstanbul siluetinin en önemli öğelerinden olan cami, sadece bir ibadethane değil etrafındaki külliye ve ekabirin yerleştiği mahalleyle birlikte sosyal ve kültürel bir merkez olma özelliği taşımaktadır.
Caminin inşası sırasına, mimari tarihinin en büyük şantiye organizasyonlarından biri gerçekleştirilmiştir. Caminin yapı malzemeleri ülkenin dört bir yanından getirilmiştir. Antik kalıntılardan bazı sütunlar da bulundukları yerlerden sökülerek İstanbul’a getirilmiş ve cami içerisinde kullanılmıştır.
Bir dış avlu tarafından kuşatılmış bulunan cami, kıble yönünde ve içinde türbeyle mezarların bulunduğu bir hazire ile tam tersi yöndeki bir iç avluya sahiptir. Mermer kaplı iç avluya, üç katlı muhteşem bir kapıdan girilir. Avluda fıskiyeli bir havuz yer alır. Diğer camilerden farklı olarak, caminin dört minaresi avlunun dört köşesine yerleştirilmiştir. Minarelerin birbirleriyle ve kubbeyle olan orantıları, tam bir deha ürünüdür.
Caminin bir büyük kubbe ile, bunu destekleyen iki yarım kubbesi vardır. Kubbelerdeki dizayn sayesinde, cami içerisindeki ses, akustik kurallara göre oldukça berrak bir şekilde yayılmaktadır. Yine camii içerisinde mükemmel bir hava dolaşım sistemi oluşturulmuş, giriş kapısı üzerindeki boşlukta aydınlatma için kullanılan 4000 mumun isi toplanmıştır. Bu isler hat yapımında kullanılan mürekkebe hammadde temin etmiştir.
Külliyenin medreseleri caminin doğu ve batı yönlerinde, dış avlu duvarlarına paralel olarak uzanır. Batı yönünde Evvel Medresesi, Sani Medresesi, Sıbyan Mektebi ve Tıp Medresesi, doğu yönünde ise Rabi Medresesi ve Salis Medresesi yer alır. Darülhadis Medresesi ise caminin kıble yönünde ve İstanbul Üniversitesi bahçe duvarına paralel olarak uzanır. Rabi Medresesi ile Darülhadis Medresesi`nin kesiştikleri kavşağın karşısında ise külliyenin hamamı vardır. Daha önce atölye olarak da kullanılan hamam, 1980`de restore edilmiştir.
Külliyenin tabhanesi, darüzziyafesi, imareti ve akıl hastalarının tedavi edildiği bimarhanesi kuzeybatıda, kıbleye paralel olarak yerleştirilmişlerdir. Darüzziyafe, günümüzde klasik Türk mutfağına yer veren bir restorant tarafından kullanılmaktadır.
Caminin kıble yönündeki haziresinde çok sayıda mezar ile Kanuni Sultan Süleyman ve eşi Hürrem Sultan`a ait iki türbenin yanı sıra bir türbedar odası yer almaktadır. Kanuni‘ye ait türbede, Sultan II. Ahmed, eşi Rabia Sultan, kızı Mihrimah Sultan ve Asiye Sultan, Sultan II. Süleyman ve annesi Saliha Dilaşub Sultan da gömülüdür.