هنگام ورود به داخل رباط شرف، در سردر ورودی آن نوشته شده است: "رباط شرف از کاروانسراهای شاهی یا کاخ رباط‌های جاده ابریشم است". باید گفت که در متون تاریخی، رباط شرف را "آبگیره" و "آبگینه" نام برده شده‌است، اما مشخصه اصلی رباط شرف در کاربرد آجر، گچبری، تزئینات معماری و کتیبه‌هاست و صاحب نظران، این بنا را شایسته موزه آجرکاری ایران دانسته‌اند.

‌در مورد ساختمان بنا باید گفت که رباط شرف بنایی است با ۱۰۹ متر طول، ۶۳ متر عرض و ۴ هزار و ۶۴۴ مترمربع زیربنا که یک ورودی دارد، با یک سردر زیبا که ۲ طاق مرکب دو طرف آن بوده و یک ایوان ورودی دارد و میان این در و حیاط یک دالان است.

حیاط اول بنا را به شکل مستطیل ساخته‌اند و در دو سوی مدخل آن دو تالار دراز برای اقامت نگهبانان بنا شده است که در دو طرف دیگر حیاط که عرض کمتری دارد، ایوان‌هایی است که تا دیوار خارجی امتداد دارد و شامل ۲ اتاق و عمود بر رواق داخلی است.

‌همچنین پیش از حیاط دوم، دالانی با سردر بلند ساخته شده که در دو طرف آن ۲ راه هست و هر یک به دری که یکی به در مسجد و دیگری به در ورودی تالار مستطیل شکل می‌پیوندد و همچنین بناهای دو سوی حیاط دوم نیز چون تأسیسات حیاط اول است؛ فقط در جلو اتاق‌ها، رواقی است که حیاط دوم را دور می‌زند.

‌علاوه بر این در طرف راست دالان ورودی به حیاط دوم، اتاقی وجود دارد که به نظر می‌رسد در گذشته جایگاه نگهبان بوده است و میان این اتاق و اتاق‌های بالای دالان نیز پلکانی ساخته شده است.

‌از سر در ورودی و حیاط اول که عبور کنیم، به حیاط دوم می‌رسیم که در گوشه و کنار آن داربست‌های فلزی برپا است که نشان می‌دهد بنا در دست تعمیر و بازسازی است. در وسط حیاط مربع شکل دوم آثار یک حوض بزرگ دیده می‌شود، همچنین قسمت اصلی بنا در انتهای حیاط دوم است.

‌دو مسجد در بنای رباط شرف بنا شده که یکی در طرف چپ دالان ورودی به حیاط اول قرار دارد و دارای دو ورودی به دالان است و مسجد دیگر در طرف چپ دالان ورودی به حیاط است و دارای دو محراب است، همچنین بنا دارای ۶ برج است که ۴ برج آن در حیاط دوم، به صورت هشت گوش ساخته شده است و ۲ برج دیگر در حیاط اول است.

‌محور اصلی بنا از جنوب شرقی به شمال غربی است و نشان می‌دهد که بنا با توجه به قبله و در واقع سردر ورودی به حیاط دوم- ایوان و شاه نشین روی محور اصلی بنا ساخته شده است.

‌همچنین روبه روی ایوان، شاه نشین است که طرف راست آن به اصطبل و طرف چپ بنا، به اتاق‌ها و حیاط های خصوصی راه دارد و در دو طرف شاه نشین، ۲ حیاط چهار ایوانی کوچک برای استفاده نزدیکان و در زیر گنبدخانه‌های دو گوشه انتهایی رباط، ۲ حوض انبار ساخته و در دو گوشه حیاط دوم نیز ۲ تالار ستون‌دار بنا شده‌است.

آجرهای اسکلت بنا در نمای اصلی به صورت ۷ جفت کار شده و در فاصله هر دو جفت آجر نگاره گچی به کار رفته و آجر چینی‌های تزئینی نیز بیشتر در ناحیه هشت وجهی زیر گنبدها و پوشش‌ها استفاده شده‌است. همچنین فرم‌هایی که از قرار گرفتن آجر به شکل‌های مختلف ایجاد شده در گنبدها، حجم و زیبایی خاصی به بنا بخشیده است.

می‌توان گفت این بنا در سال ۵۴۹ ه . ق و در دوران حکومت سلطان سنجر سلجوقی ساخته شده است. اگرچه با توجه به اسناد به دست آمده از این بنا که مجموعه‌ای از فرمان‌ها، دست نوشته‌ها، تعهدنامه‌ها و اقرارنامه‌هاست، به نظر می‌رسد این کاروانسرا حداقل تا اوایل دوره صفویان استفاده می‌شده و همچنین سفال‌های کشف شده در داخل و اطراف بنا نشانگر تردد اقوام و افراد مهم کشوری در این مکان است.