Dedemli kasabası, Dolhanlar Mahallesi’nde yer alan yapı, eğimli bir arsa üzerinde doğu-batı doğrultusunda, ahşap hatıllı moloz taştan inşa edilmiştir. Enine dikdörtgen planlı caminin üst örtüsü düz toprak damdır. Damın geniş saçakları bulunmaktadır. Yapının minaresi yoktur. Yapının alt katı camiden önce bir köy odası olarak inşa edilmiştir. Burası dışarıdan gelen misafirlerin kaldığı küçük bir mekândır. Bu oda yukarıya cami yapıldıktan sonra, öğrencilerin yaz tatillerinde Kur’an okumaları için tahsis edildiğinden, buraya bir de mihrap ilave edilmiştir.
Camii, dıştan 9,25x6,80 m ölçülerine sahiptir. Doğu cephede, kuzey köşeye yakın mesafede tek kanatlı ahşap giriş kapısı ve cephenin ortasında dikdörtgen bir pencere yer almaktadır. Güney cephede, yapı iki katlı bir görünüme sahiptir. Alt katta odalar yer almaktadır. Bu cephede alt kata ait iki kapı ve dikdörtgen biçimli iki pencere bulunurken, üst katta yer alan camiye ait bir açıklık bulunmaz. Batı cephede, doğudaki pencerenin aksında dikdörtgen biçimli bir pencere bulunmaktadır. Kuzey cephe sağır tutulmuştur.
Harime doğu cephenin kuzey ucundan, tek kanatlı ahşap bir kapıyla girilmektedir. Harim kıble istikametinde iki sıra hâlinde yerleştirilen dört silindirik ahşap sütunla üç sahına ayrılmıştır. Üst örtüsü ahşap kirişlemeli tavandır. Caminin harimi doğu ve batı cephelerdeki dikdörtgen biçimli birer pencereden ışık almaktadır. Pencereler dışarıdan içeriye doğru genişlemektedir.
Mihrap, güney cephenin tam ortasında, yarım daire biçimli basit bir niş şeklindedir. Taştan yapılan mihrapta herhangi bir süsleme görülmemektedir.
Caminin mahfili ve minberi bulunmamaktadır. Caminin içinde süsleme yer almamaktadır. Dışında ise duvar örgüsünde, kısmen süslemeli antik taşların kullanıldığı görülmektedir.
Kitabesi bulunmayan yapının hangi tarihte inşa edildiği kesin olarak bilinmemektedir. Ancak köy odası olarak kullanılan alt katın üzerine, ihtiyaca binaen 1920-1930’lu yıllarda üst katın cami olarak inşa edildiği belirtilmektedir. Caminin güneydoğu köşesindeki devşirme malzemenin üzerinde yer alan 1337/1920 tarihi de bunu doğrulamaktadır. Yaklaşık yetmiş yıl kullanılan yapı, hemen karşısına 1989-90 yıllarında yeni bir cami inşa edilmesi sebebiyle kullanılmaz olmuştur. Hakkında koruma kararı bulunmayan yapının, günümüzde hem alt hem üst katı bir şahıs tarafından depo olarak kullanılmaktadır.
