Jest to budowla w stylu neoromańskim z wnętrzem w stylu mauretańskim. Ten styl budynku był pierwotnie oparty na islamskiej architekturze Maurów, północnoafrykańskich Arabów, którzy zamieszkiwali Półwysep Iberyjski w okresie (VIII–XV) wieku. W regionie morawsko-śląskim jest ona unikatową synagogą, ponieważ jako jedyna ma dwie wieże.
Synagoga ma 24 m długości, prawie 17 m szerokości, a wysokość obu wież osiąga prawie 22 m. Obiekt posiada trzy wejścia: główne, które znajduje się od ulicy Barvířskiej, boczne które jest usytuowane z południowo-wschodniej wieży i tylne od ogrodu. Przez przedsionek przy bocznym wejściu w południowo-wschodniej wieży wchodzi się do centralnej nawy synagogi. Drzwi znajdujące się we wschodniej fasadzie, od strony ul. Soukenickiej są jedynie elementem dekoracyjnym portalu i nie mają charakteru funkcjonalnego. W tylnej zachodniej części synagogi znajduje się parterowy korytarz połączony z wejściem głównym oraz dwuramienna klatka schodowa prowadząca na piętro, gdzie mieści się dawna sala posiedzeń, później archiwum oraz wejście na galerię (babiniec). Dach jest dwuspadowy. Dwie wieże na planie kwadratu (5 × 5) m przykryte są hełmami zakończonymi Gwiazdami Dawida.