Die Sinason-Ulu-Moschee wurde laut den Angaben auf ihrer Inschrift im Jahr 1601 erbaut; das genaue Baujahr ist jedoch nicht bekannt. Im „Asar-ı Atika“-Register der Zentralstadt des Sanjak von Niğde ist vermerkt, dass das Bauwerk von El-Hac İbrahim in Auftrag gegeben wurde.
Die Moschee wurde in Mauerwerkstechnik errichtet, verfügt über ein Satteldach und einen rechteckigen Grundriss. Das Gebetsgewölbe besteht aus zwei Schiffen, die mit spitzen Tonnengewölben überdacht sind, während sich im Osten ein mit einem Tonnengewölbe überdachter Winterraum befindet. Nördlich des Harims befinden sich zwei voneinander unabhängige Galeriegeschosse. Im Innenraum fallen der aus Marmor gefertigte Mihrab und die steinerne Minbar ins Auge.
Das Bauwerk verfügt über zwei Minarette. Das erste davon ist das Pavillon-Minarett, das sich an der südöstlichen Ecke des Harims befindet und als eines der charakteristischen Elemente der Moschee gilt. Der Zugang zum Minarett erfolgt von außen über eine steile Treppe; es verfügt über eine kreisförmige Oberkonstruktion, die von spitzen Bögen umgeben ist, welche auf vier Säulen ruhen. Darüber befindet sich eine sechseckige, kubische Kuppel, die mit einem seitlich angeordneten Halbmond-Alem gekrönt ist. Minarette dieser Art werden aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit der Minbar auch als „Minbar-Minarett“ bezeichnet; Beispiele dafür finden sich in vielen Moscheen der Region Kappadokien, insbesondere aus dem 19. Jahrhundert. Das zweite Minarett der Moschee ist hingegen ein moderner Anbau aus dem Jahr 1976.