Masjid Taman Ilmu merupakan masjid yang terbesar di Terengganu. Masjid ini secara keseluruhannya menggunakan konsep tradisi Melayu-Nusantara dengan menerapkan gabungan senibina Islam Moghul dan Mesir.

Unsur utama yang diperlihatkan pada masjid ini ialah rekabentuk bumbungnya yang berlapis tiga atau dua bertingkat yang disusun meninggi seperti Piramid. Pada puncak bumbung pula, dipasang ragam hias yang dikenali dengan nama "Mahkota Atap" atau buah butong.

Pembinaan Masjid Taman Ilmu ini telah diumumkan pada 17 Jun 2006. Syarikat Senibahri Arkitek telah diamanahkan untuk merekabentuk masjid tersebut, manakala kontraktor utama bagi pembinaan masjid ini ialah syarikat pembinaan H.M Enterprise (M) Sdn. Bhd. (Kelas A) dengan dibawah pengendalian Jabatan Kerja Raya Terengganu (JKR).

Kerja-kerja pembinaan telah dimulakan pada 24 September 2007 dan kemudiannya telah siap sepenuhnya pada 31 Mac 2014. Upacara penyerahan bangunan masjid kepada Majlis Agama Islam dan Adat Melayu Terengganu (MAIDAM) telah dilakukan pada 7 Mei 2014 (Rabu).

Ia kemudiannya telah diberi kebenaran untuk didirikan solat fardhu mulai 8 Mei 2014 (Khamis) dan solat Jumaat mulai 9 Mei 2014 (Jumaat).