این بنای کهن، نمونه کاملی از مساجد قرون نخستین ظهور اسلام است و شیوه معماری آن بواسطه نزدیکی به دوران ساسانی، از معماری این دوره نشأت گرفته است. ضمن اینکه تاریخانه دامغان همچون دیگر مساجد صدر اسلام فاقد هرگونه تزئینات است.
مسجد تاریخانه دامغان بارها مورد مرمت و بازسازی قرار گرفته است و پس از مسجد جامع فهرج یزد، یکی از کهن‌ترین مساجد ایران شناخته می شود.
این بنا در زمان نخستین خلیفه عباسی و در فاصله بین سال‌های 132 هجری قمری و 170 هجری قمری ساخته شده است. در خصوص تاریخ ساخت این مسجد، اتفاق‌نظر وجود دارد و همگی آن را به اواسط قرن دوم هجری منتسب می‌کنند. نام مسجد از دو واژه تاریخانه تشکیل شده است که تاری لفظی ترکی و به معنای خداست.
«مسجد تاریخانه» از اولین نمونه مساجدی است که در ساختمان آن مناره نیز به کار گرفته شده است.
عده‌ای سبک معماری مسجد را عربی می‌دانند و ساخت آن را مشابه مسجد مدینه عنوان کرده‌اند، اما آثار بجا مانده از ستون‌های یک کاخ ساسانی در نزدیکی دامغان که شباهت بسیار زیادی با ستون‌های مسجد تاریخانه دارد، نشان می‌دهد که ساخت آن با الهام از معماری ایرانی و اسلامی انجام شده است.
براساس تحقیقات انجام گرفته ساخت اولیه این بنا به دوران پیش از اسلام برمی‌گردد. این بنا که به گمان بسیاری قدیمی‌ترین بنای مذهبی ایران یا در شمار قدیمی‌ترین بناهای اسلامی در ایران است، قبل از تسلط اعراب بر ایران، آتشکده بوده و بعدا به مسجد تبدیل شده است.
این مسجد به عنوان یکی از مهم‌ترین جاذبه‌های دامغان است و سالانه به‌طور متوسط بالغ بر 8هزار گردشگر داخلی و خارجی از این مسجد دیدن می‌کنند.