Masjid ini memiliki atap bertingkat tiga yang terbuat dari ijuk dengan ketebalan sekitar 15 cm. Atap ijuk ini tidak hanya memberikan kesan tradisional, tetapi juga memiliki fungsi praktis.
Permukaan atap yang sedikit cekung dirancang untuk mengalirkan air hujan dengan cepat, sangat cocok untuk daerah beriklim tropis seperti Sumatera Barat.
Antara tingkatan atap yang satu dengan yang lain terdapat celah yang berfungsi sebagai ventilasi dan sumber pencahayaan alami.
Tingkatan atap teratas berbentuk limas, sementara bagian mihrab memiliki atap berbentuk gonjong, mirip dengan atap Rumah Gadang, rumah tradisional Minangkabau.
Corak Islam terlihat pada mustaka yang menghiasi puncak atap, menambah kesan religius pada bangunan ini.
Masjid ini ditopang oleh 27 tiang yang memiliki makna simbolis.
Baca Juga: Menelisik Sejarah Masjid Bungkuk, Tertua di Malang
Tiang-tiang tersebut merepresentasikan enam suku di sekitar masjid, yang masing-masing terdiri dari empat unsur pemerintahan, ditambah tiga unsur agama, yaitu khatib, imam, dan bilal.
Selain itu, jumlah jendela yang berjumlah 13 juga memiliki makna tersendiri, yaitu mengisyaratkan jumlah rukun salat dalam Islam.
Walaupun telah berusia ratusan tahun, Masjid Tuo Kayu Jao masih tetap berdiri kokoh berkat upaya pemugaran yang dilakukan secara berkala.
Beberapa bagian masjid, seperti tiang dan atap ijuk, telah diganti karena lapuk dimakan usia.
Namun, dalam setiap pemugaran, keaslian arsitektur masjid tetap dipertahankan.
Salah satu perubahan yang cukup mencolok adalah penggantian warna cat masjid dari putih menjadi coklat kehitaman pada pemugaran terakhir.
Masjid Tuo Kayu Jao juga memiliki bedug, atau yang disebut tabuah dalam bahasa Minang, yang diperkirakan berusia sama dengan masjid ini.
Bedug tersebut diletakkan di bangunan tersendiri di lingkungan masjid, menjadi saksi bisu perjalanan sejarah masjid ini.