Murowany budynek synagogi wzniesiono w stylu neomauretańskim, na planie prostokąta. Budowla kształtem nawiązywała do kopułowych synagog we Wrocławiu i Hanowerze, łączących motywy architektoniczne zaczerpnięte ze sztuki niemieckiej doby romanizmu i wczesnego gotyku ceglanego oraz sztuki mauretańskiej. Na jej fasadzie umieszczono tablicę zawierającą deklarację lojalności kłodzkich żydów wobec ówcześnie panującego rządu, a po I wojnie światowej także tablicę z nazwiskami żydowskich bohaterów wojennych z ziemi kłodzkiej. Budynek zwrócony był ku wschodowi – w stronę zniszczonej Świątyni Jerozolimskiej, która dla żydów po dziś dzień ma wielkie znaczenie.