Halk rivayetine göre Kılıç Ali Paşa , Sultan III. Murat'tan cami inşa etmek için bir arazi istemiş . Sultan ise Kılıç Ali Paşa'nın çok büyük bir amiral olması nedeniyle camiyi denizde inşa etmesini önermiş . Bu da kıyı şeridinde dolgu malzemesi kullanılarak bir burun oluşturulmasının ve kompleksin o konumda inşa edilmesinin nedenini açıklıyor. Caminin etrafını büyük bir avlu çevreliyor ve ibadethanenin üzeri eğimli bir çatıyla örtülüyor; iç avlunun üç kapısında ise süslü oymalar bulunuyor. Pencerelerin üzerindeki seramik panellere Kur'an ayetleri resmedilmiş.
Bahçede sekiz mermer sütunlu ve kubbeli bir çeşme bulunmaktadır. Cami, dikdörtgen bir tasarıma sahip olup Ayasofya Camii'nin genişletilmiş bir planıdır. Pencerelerin üst kısımları çinilerle süslenmiş olup, en büyük kubbe dört fil bacağı şeklinde mermer sütun üzerine oturmaktadır. Bu kubbe, doğu ve batıda iki yarım kubbe ile desteklenmektedir. Dört köşenin her birinde küçük bir kubbe bulunmakta ve caminin içi çiçek motifli renkli çinilerle süslenmiştir. En büyük kubbede yirmi dört pencere bulunmakta olup, binanın toplam pencere sayısı 147'ye ulaşmaktadır. 1948 yılında , ana kubbeden sarkan 16. yüzyıldan kalma gemi feneri İstanbul Denizcilik Müzesi'ne taşınmıştır. Sağ tarafta balkonlu bir minare yükselmektedir. Kılıç Ali Paşa'nın türbesi , doğuya bakan bahçede yer almaktadır. Sokağa bakan bahçe duvarının yanında bir çeşme bulunmaktadır. Caminin sağ tarafındaki hamam bugün hala kullanılmaktadır. Okul, hamamın deniz tarafında yer almaktadır.
