Yıldırım Mahallesi’nde yer alan Cami, Balıkesir’in en eski Osmanlı yapıtıdır. Yapım kitabesi bulunmamaktadır. Ancak çeşitli kaynaklardan ve vakfiyesinden 1388’de Yıldırım Beyazıt tarafından yaptırıldığı anlaşılmaktadır. Oldukça büyük bir avlu içerisinde Medrese ve imaret ile birlikte külliye durumundadır. 1818’de ve 1897 depreminden sonra onarım görmüştür.
Caminin içi dikdörtgen planlı olup, beşer sütunlu iki diziyle üç nefe ayrılmıştır. Kaidesiz olarak konan bu devşirme sütunların başlıkları da devşirme malzemedendir. Altısı bizans, üçü Osmanlı üslubunda, biri de eski bir kaide biçimindedir. Camide çevredeki yıkıntılardan alınmış devşirme mimari parçalar kullanılmıştır. Duvarları geniş derzli kesme taştandır. Sadece batı duvarında tek sıra tuğla vardır. Dış yüzeylerde yer yer ilk yapının izlerine rastlansa da, genel görünümüyle Geç dönem özelliklerini taşımaktadır. Çatısı kiremitle örtülüdür. Yapının kıble yüzü diğer yüzler gibi sade olmakla birlikte, mihrabın iki yanında dikdörtgen pencerelerle bunların altında yuvarlak kemerli pencereleri bulunmaktadır. Batı cephesi daha hareketlidir. İki sıra halindeki pencerelerin alt sırada olanları orijinal olup, üst sıradaki yuvarlak kemerliler XIX.yüzyıl başlarındaki onarım sırasında yapılmıştır.
Caminin kuzey, doğu ve batı duvarlarında birer kapısı vardır. Kuzeyde bulunan, ahşap ve camekanlı son cemaat yeri sonradan eklenmiştir. Dikdörtgen söveli cümle kapısının iki yanındaki stalaktit başlıklı kalın dört köşe payelerin üstünde kesme taştan basık bir sivri kemer yer alır.Kemerin içinde kapı sövelerinin üstünde bulunan alınlıkta bir çerçeve biçiminde yazıt yeri bulunmakta ancak içi boştur.
Caminin batı duvarı ve buradaki giriş, kuzey girişine göre daha gösterişli yapılmıştır. Girişin üstü dört ahşap direğe oturan kiremit kaplı bir sundurma ile örtülmüştür. Bu bölümün ahşap tavanı oldukça süslü olup, ortada ampir bir göbek bulunmaktadır.
1897 depreminden sonra tavan yenilenmiştir. Mihrabın, dikdörtgen biçiminde duvarlardan dışarı taşan, kütlevi çerçeve bölümü de yenidir. Beş kenarlı mihrap nişinin kavsarası stalaktitlerle yukarı doğru daralmaktadır. Minber ahşaptır. Minaresi kuzeybatı köşesinde yer alır. Kesme taştan ve yenidir. Kare kaide üzerinde yükselen minare, silindirik gövdeli ve yivlidir. Gövde ile kaidenin birleştiği bölümde iki sıra bilezik vardır. Şerefenin altında da aynı biçimde bir bilezik bulunmaktadır.
Caminin avlusundaki şadırvan yenidir. Sekiz kenarlı memer havuzun her köşesinde yuvarlak gömme sütunlar yer alır. Üzeri beş direğe dayanan bir camekanla örtülüdür.
Caminin kuzeydoğu köşesindeki imaret (Misafirhane-Zaviye) cami ile birlikte XIV.yüzyılın sonunda yapılmıştır. Orijinal durumu ile günümüze kadar gelebilmiştir. İlk Osmanlı döneminde sık görülen zaviye camiler tipinin en basit örneğidir. Moloz taştan yapılmış duvarları kirpi saçaklarla tamamlanmıştır. Büyük bir niş içinde yer alan yay kemerli cümle kapısı üzerinde mermer bir yazıt bulunmaktadır. Kapıyı zengin bir silme çevrelemektedir. Kenarları düzgün tuğla kemerli, pencere açıklıkları örtülüdür. İçeride, orta mekanın iki yanında, daha alçakta zaviye odaları bulunmaktadır. Orta mekan ahşapla örtülü olup, yan mekânlar tonoz ile örtülmüştür. Bina dıştan kiremit çatı ile kaplıdır.
Cami avlusunda bulunan medrese 12 hücreli bir yapı olup, 1897 depreminden sonra yeniden yapılmıştır. Sadece dış duvarları orijinaldir.