مجموعه حرم مطهر امام رضا (ع) از توسعه آرامگاه امام هشتم شیعیان بدست آمده است. ایشان در سال 817 هجری به شهادت رسیدند. این منطقه سناباد نام داشت که در قرن دهم مشهد نام گرفت و مقدس ترین مکان مذهبی در ایران شد. اگرچه قدیمی ترین بنا حاوی کتیبه ایست که تاریخ قرن 15 هجری را نشان می دهد، اما منابع تاریخی، ساخت این بنا را به قبل از دوره سلجوقی نسبت می دهند.

حرم مطهر بنايي چهار گوش به طول 90/10 و عرض 40/10 متر است كه در هر طرف آن صفه‌اي به دهانه 3 متر قرار دارد كه از آن به حرم وارد يا از آن خارج مي‌شوند. بناي اصلي اين حرم، هم چنان كه پيش‌تر گفته شد ،‌به بقعه هارون الرشيد مربوط است و از آنجا كه مرقد امام رضا (ع) در وسط حرم قرار نداشت و طواف بر ضريح آن مشكل بود ، در سال 1343 ه.ش.، بدون آن كه لطمه‌اي بر استواري گنبد وارد آيد، با برپايي يك تاق بزرگ و ايجاد دو پايه ، اقدام به برداشتن ديوار ميان حرم و مسجد بالاسر گرديد. ازاره حرم به ارتفاع 20 سانتي‌متر با سنگ مرمر و بالاي آن تا ارتفاع دو متري با كاشي‌هاي نفيسي از دوره سلجوقي پوشيده شده است كه بر اغلب آن‌ها آيات و احاديث و بر برخي ديگر، نقش‌هاي اسليمي برجسته ديده مي‌شود. بر بالاي اين كاشي‌ها، كتيبه‌اي برجسته بر روي كاشي‌هاي چيني نماي نفيس‌، حاوي آياتي از سوره فتح به تاريخ 760 هـ.ق نصب شده است. بر بالاي اين كتيبه، كتيبه ديگري از مرمر به عرض 32 سانتي‌متر وجود دارد كه بر آن قصيده‌اي از دبيرالملك فراهاني به خط نستعليق نوشته شده است. از اين كتيبه تا انتهاي ديوارها، به سال 1275 هـ.ق. آيينه كاري شده است . در منتهي‌اليه چهار ديوار حرم كه زير تاق گنبد واقع شده است، سوره جمعه به خط ثلث عليرضا عباسي نوشته شده است. در بخش فوقاني ديوارها‌، با احداث گوشواره‌ها ، طرح مربع به هشت ضلعي تبديل و گنبد داخلي بر روي آن احداث شده است. تمامي سطح زير گنبد،‌ با آيينه كاري هنرمندانه‌اي به شيوه مقرنس پوشش يافته است . گنبد خارجي حرم بر روي ساقه‌اي به قطر 44/13 متر برپا شده است و از كف بام در حدود 31 متر ارتفاع دارد. كتيبه زيبا و بزرگ گنبد به خط ثلث عليرضا عباسي در چهار ترنج، به عربي نوشته شده است. متن كتيبه حاكي از زيارت شاه عباس از حرم و تزيين آن به دستور وي به سال 1016-1010 هـ.ق. است. بر روي اين گنبد، كتيبه ديگري مربوط به شاه سليمان و به سال 1086 هـ.ق. به خط محمدرضا امامي جاي دارد كه در آن از وقوع زلزله و شكاف ايجاد شده در گنبد و تزيين و مرمت مجدد آن سخن رفته است.
صحن عتیق كه در شمال حرم واقع است،‌‌ ‌در زمان سلطان حسين بايقرا ساخته شده و سپس در زمان شاه عباس اول گسترش يافته است. طول و عرض آن، 52/64 × 38/104  متر است . در پيرامون صحن، تعدادي حجره در دو طبقه و چهار ايوان در چهار جهت اصلي بنا شدهاست . ايوان جنوبي يا ايوان طلا، از بناهاي اميرعلي شيرنوايي در قرن نهم هـ.ق. است و چون سطح ايوان را نادرشاه طلاكاري كرده، به ايوان نادري نيز معروف شده است . اين ايوان هم چنين در دوره شاه طهماسب صفوي تزيين گرديده است. ازاره ايوان به ارتفاع 2 متر از سنگ مرمر رنگارنگ است كه احاديثي بر روي آن نوشته شده است. از بالاي ازاره تا سقف، با خشت‌هاي مطلا زينت شده است. اين ايوان داراي چهار در طلايي است كه به توحيد خانه، كفشداري بزرگ، راهروي سقاخانه سابق و از آنجا به دارالسياده و محلي كه سابقاً قرآن خانه بو ، باز مي‌شدند. در ضلع جنوبي ايوان، تاق محراب مانندي هست كه بر روي خشت‌هاي مطلاي آن ، قصيده‌اي از «نديم» به فارسي، و به خط نستعليق محمد علي بن سليمان رضوي نوشته شده كه بيانگر طلاكاري و مرمت ايوان به دستور نادرشاه است. در پايان قصيده، ماده تاريخ اتمام آن ـ 1145 هـ.ق – ذكر شده است.