این بنای تاریخی که با شماره ثبت ۳۲۹ در فهرست آثار ملی به ثبت رسیده، در میان باغی به مساحت ۹۰۰ متر واقع شده که به گفته متخصصان و شواهد موجود، ساخت این عمارت نیمه‌تمام مانده است.

فرضیه‌های مختلف در رابطه با کاربری کاخ خورشید

این عمارت روی محور اصلی شهر کلات واقع شده است، نظرات مختلفی در رابطه با اهداف و نوع کاربری این بنا مطرح شده است که از جمله آن‌ها می‌توان به محل نگهداری گنج‌ها و جواهرات، کاخی برای شاه یا زندان و تبعیدگاه اشاره کرد، البته در دوران قاجار نیز این بنا کاربری مسکونی داشته است.

آنچه از میان فرضیه‌های موجود در رابطه با کاربری این بنای تاریخی بیشتر مطرح می‌شود، این است که ساخت بنای عمارت جهت احداث یک مقبره بوده و البته با توجه به تکمیل نبودن ساخت این بنا باید گفت کار ساخت و تکمیل آن پس از فوت نادرشاه افشار نیمه‌تمام مانده و رها شده است.

عمارتی هشت‌ضلعی که با گنبد مسقف شده است

کاخ خورشید  یک بنای آجری با نمایی سنگی است که در دو طبقه به شکل هشت ضلعی ساخته شده و درون این عمارت و بر فراز این هشت‌ضلعی گنبدی قرار گرفته است و برجی ساخته شده از نیم‌ستون‌های سنگی دور این گنبد را فرا گرفته و نقش نماسازی این عمارت را دارد، میان گنبد و برج عمارت کاخ خورشید فضایی خالی وجود دارد که یک ترکیب و سازه دوجداره را به وجود می‌آورد.

با حذف چهار نیم‌ستون در چهار جهت برج عمارت کاخ خورشید، روشنایی درون بنا تأمین می‌شود، البته برخی نیز این چهار روزنه را ابزار نجومی دانسته و کاربری آن را برای تعیین فصول سال و همچنین مشخص شدن نوروز عنوان می‌کنند.

نمایش معماری مذهبی با ایجاد ایوانچه‌ها، کتیبه قرآنی و طراحی داخلی

کاخ خورشید طی حدود شش سال ساخته شده است، نماهای داخلی این بنا شامل ایوانچه‌هایی است که در دوطبقه قرار گرفته و با نقاشی‌‌های رنگی و طلاکاری مزین شده است و با اضافه شدن کتیبه قرآنی به نقوش و طراحی داخلی این عمارت، نوعی معماری مذهبی را به وجود آورده است.

بین ایوانچه‎های بالا و پایین عمارت و بر حول گنبد داخلی آیات سوره نبأ به خط ثلث مطلا نوشته شده و با رنگ تزئین شده است.

آیات سوره نبأ نظام حکیمانه طبیعت، برپایی قیامت برای اجرای نظام پاداش و جزا، تصویری از عذاب طغیان‌گران و پاداش بهشتیان و همچنین هشدار شدید به کافران را متذکر می‌شود.

کتیبه قرآنی کاخ خورشید از آسیب‌ها در امان بوده است

در اوایل دهه ۸۰، طراحی دور این عمارت مورد بازسازی بوده است، اما تخریب‌هایی قبل و پس از مرمت توسط بازدیدکنندگان روی دیوارهای عمارت خورشید صورت گرفته که البته با توجه به ارتفاع قرار گرفتن کتیبه و حفظ ضوابط شرعیة آسیبی به آیات قرآن کتیبه داخلی نرسید.