Gąbińska synagoga była unikatowym dziełem architektury drewnianej. Wzniesioną ją w stylu barokowym, z charakterystycznymi wieżami zwieńczonymi baniastymi kopułami po obu stronach budynku. Budynek miał powierzchnię 3125 m kw. i był zbudowany na planie prostokąta 16 x 18 m, o wysokości 17 m.
Bima była umieszczona na podwyższeniu, na które wchodziło się po 6 stopniach. Pulpit do czytania Tory przykrywał zdobny lambrekin zrobiony ze sztandarów wojsk napoleońskich. Na ścianie wschodniej znajdował się aron ha-kodesz zasłonięty materiałem wyszywanym złotymi nićmi. Z sufitu zwieszał się zabytkowy świecznik ozdobiony orłem w koronie, pochodzący jeszcze z czasów przedrozbiorowych.
W latach 1893–1911 synagoga była remontowana, dlatego też na lewej wieży umieszczono metalową chorągiewkę z datą 1893.