Bursa Ovasına hakim bir tepe üzerinde, Bursa’nın doğusunda Yıldırım semtindedir.
Yıldırım Beyazıt Camisi yapı topluluğu medrese, darüşşifa, türbe, han, hamam, imaret, misafirhane ve kasırdan meydana gelmiştir. Kitabesi günümüze ulaşamadığından yapım tarihi belgelere ve tarihi kaynaklara dayanılarak söylenebilmektedir. Yıldırım Beyazıt’ın h.1360 (1403)’de yapımını başlattığı bu yapı topluluğu Ankara Savaşı nedeniyle yarıda kalmış ve oğlu Musa Çelebi tarafından h.1407’de tamamlanmıştır. Caminin 2855 depreminde minaresi, 1876’da kubbesi yıkılmıştır. Sürekli onarılarak günümüze iyi bir durumda gelmesi sağlanmıştır.
Yıldırım Beyazıt Camisi’nin ilginç bir mimari plan şeması vardır. İlk defa ters T planı burada açık şeklini almış ve kendisinden sonra yapılan camilere örnek olmuştur. Bursa’da ters T veya yan mek3anlı cami tipinin en anıtsal örneklerinden biri olduğu ileri sürülmektedir. Ayrıca Bursa tipi diye isimlendirilen kemerlerin burada çokça kullanılmış oluşu da dikkat çekmektedir. Bursa kemerinin kökeni ahşap inşaata dayanmakta olup, Bursa üslubunun karakteristik bir unsurudur. Bu kemer şekli daha sonraki yıllarda Edirne ile İstanbul başta olmak üzere Anadolu’nun bazı yerlerinde karşımıza çıkmaktadır. Bunun yanı sıra ahşap mimarinin de gelişmiş örnekleri en iyi biçimde kullanılmıştır. Kapı ve pencere kenarlarındaki mermer oymalar, stalaktitler ve alçı bezemelerin güzel işçiliği bunları tamamlamaktadır.
Caminin son cemaat yeri gri kesme taşlarla kaplıdır. Beş kubbeli son cemaat yerinin önü beş, yanları ikişer Bursa kemeriyle dışa açılmıştır. Giriş kapısı üzerindeki kitabe yeri boştur. İbadet yeri arka arkaya iki kubbeli mekan ile yanlarda küçük eyvanlar ve bunların iki yanında tonoz örtülü birer odadan meydana gelmiştir. Orta bölümü örten kubbe 12.00 m. çapında, 18.80 m. yüksekliğindedir.
Caminin yapımında kesme taş kullanılmış, tuğlaya hiç yer verilmemiştir. İç mekanın orijinalinde çini levhalarla kaplandığı, kalem işleri ile bezendiği günümüze ulaşan bazı kalıntılardan anlaşılmaktadır. Birkaç kez yıkılarak yenilenen, en son 1948’de deprem sonucu bir kere daha yıkılan minaresi 1970’de yenilenmiştir.
Yıldırım Beyazıt’ın türbesi caminin altındaki bir set üzerinde 1407’de Emir Süleymanoğlu tarafından yapılmıştır. Yıldırım’ın Timur’a esir düşmesinden ötürü Sultan V. Mehmet’e kadar hiçbir padişah tarafından ziyaret edilmeyen türbede oğulları İsa ve Kasım çelebiler de gömülüdür (Bkz. Yıldırım Beyazıt Türbesi). Yıldırım Beyazıt Medresesi caminin kuzey batısında (Bkz. Yıldırım Beyazıt Medresesi), Yıldırım Hamamı caminin batısındaki meyilli alanda (Bkz. Yıldırım Hamamı) ve Yıldırım Darüşşifası (Bkz. Yıldırım Darüşifası) da caminin 250 m. doğusundadır.