اصل گنبد همان است که در قرن ششم ساخته شده است بر اساس پاره از مصادر گنبد امام رضا عليه‏السلام تا قبل از صفويه کاشي بوده است ولي از اين که چه زماني کاشي‏کاري شده و باني آن چه کسي بوده اطلاع درستي در دست نيست، و تاريخ گنبد مطهر که اينک بر روي آن نقش بسته است دوران صفويه را نشان مي‏دهد. در مطلع الشمس آمده: وقتي که شاه طهماسب مشهد را تعمير نمود و يا به توسيع آن پرداخت گنبد مطهر را با آجرهاي طلا تذهيب نمود و يک مناره قشنگي به ساخت و آن را نيز مذهب کرد و دور مرقد ضريح طلائي نصب کرد و همين سلطان صحن روضه را به حالت حاليه رسانيد. ظاهرا اين گفته اعتماد الدوله درست نباشد زيرا همه مورخان و کساني که درباره مشهد و آستان قدس مطالعه و تحقيق کرده‏اند معتقد هستند که گنبد مطهر امام هشتم عليه‏السلام را شاه عباس صفوي با خشت‏هائي از مس که روي آن‏ها را طلا کردند، در [ صفحه 137] گنبد کار گذاشته است و نام او هم در کتيبه گنبد باقي است. در حال حاضر روي قبر مطهر امام رضا عليه‏السلام دو گنبد قرار دارد: اول همان گنبد اصلي است که حدود ده قرن از آن مي‏گذرد، دوم گنبدي است که شاه عباس صفوي روي گنبد اول قرار داده و با ستون‏هاي چوبي آن را استوار کرده و بعد طلاکاري نموده‏اند که مورخان اين چنين بيان داشته‏اند: شاه عباس صفوي در سال يک هزار و نه از اصفهان پياده به مشهد مقدس مشرف گرديد و مدتي در اين شهر اقامت گزيد، او دستور داد گنبد مطهر را با خشت‏هاي طلا بپوشانند، بر اساس کتيبه‏اي که اکنون دور گنبد مطهر مي‏باشد،در سال يک هزار و ده مشغول اين کار شده‏اند و در هزار و يک صد و شانزده طلاکاري پايان يافته است. در اطراف گنبد کتيبه‏اي است به خط جلي که توسط خطاطا مشهور عليرضا عباسي نوشته شده است اين کتيبه بسيار زيبا و به خط ثلث تحرير گرديده و با رنگ طلائي بر بدنه‏ي گنبد نصب شده است. بسم الله الرحن الرحيم، من عظائم توفيقات الله سبحانه أن وفق السلطان الاعظم مولي ملوک العرب و العجم، صاحب النسب الطاهر النبوي و الحسب الباهر العلوي تراب اقدام خدام هذه الروضة المنورة الملکوتية، مروج آثار اجداده المعصومين السلطان ابن‏السلطان ابوالمظفر شاه عباس الحسيني الموسوي الصفوي بهادرخان. فاستسعد بالمجيئي ماشيا علي قدميه من دارالسلطنته اصفهان الي زيارة هذا الحرم الاشرف و قد تشرف به زينة هذه القبة من خلص ما له في سنة الف و عشر و تم في سنة الف و ستة عشر. خلاصه آن چنين است که توفيقات بزرگ خداوند سبحان شامل حال سلطان اعظم و رهبر ملوک عرب و عجم که نسب به خاندان نبوت و امامت مي‏رساند، و خاک پاي زائران اين روضه منوره مي‏باشد، مروج آثار اجداد معصومين عباس حسيني موسوي صفوي که موفق شد با پاي پياده از اصفهان به مشهد مشرف گردد و اين گنبد را به طلا مزين کند، و اين کار در سال 1016 پايان گرفت. [ صفحه 138] در زير کتيبه يک جا نوشته شده: عمل کمال‏الدين محمود يزدي و در جاي ديگر آمده کتبه‏ي عليرضا العباسي، کمال‏الدين معمار گنبد بوده که اين کار بزرگ و تاريخي به دست او انجام گرفته است و بعد در سال 1084 در اثر زلزله تکاني به گنبد مطهر وارد مي‏شود و خشت‏ها از جاي خود بيرون مي‏شوند و شکافي هم در گنبد پديد مي‏آيد، اين حادثه در زمان شاه سليمان صفوي واقع مي‏گردد. سلطان نامبرده دستور مي‏دهد تا گنبد را مانند سابق درست کنند و هر جا که آسيب ديده مرمت نمايند و کتيبه‏اي که هم اکنون در آن جا مي‏باشد از اين واقعه خبر مي‏هد کتيبه چنين است: من ميامن منن الله سبحانه الذي زين السماء به زينة الکواکب و رصع هذه القباب العلي بدر الدراري الثواقب ان استسعد السلطان الأعدل الاعظم، و الخاقان الاکرم الأفخم، اشرف ملوک الأرض حسبا و نسبا و اکرمهم خلقا و ادبا، مروج مذهب اجداده الأئمة المعصومين و محيي مراسم آبائه الطيبين الطاهرين. السطان بن‏السلطان شاه سليمان الصفي الموسوي بهادرخان به تذهيب هذه القبة العرشية الملکوتية و تزيينها و تشرف به تجديدها و تحسينها اذا تطرق اليه الانکسار و سقطت لبناتها الذهبية التي کانت تشرق کالشمس في رابعة النهار به سبب حدوث الزلزله العظيمة في هذه البلدة الکريمة في سنة اربع و ثمانين و الف و کان هذه التجديد الجديد في سنة ثمانين و الف کتبه محمد رضا الامامي. خلاصه آن اين است که خداوند سبحان آسمان دنيا را با ستارگان زينت بخشيد و گنبد گيتي را با انوار فروزان آن آرايش داد. از منت‏هاي خداوند اين بود که سلطان اعظم و خاقان اکرم که از نظر حسب و نسب از اشرف پادشاهان روي زمين و از جهت اخلاق و ادب از گرامي‏ترين آنها مي‏باشد. او مروج مذهب اجداد طاهرين و زنده‏کننده‏ي آثار پدران معصوم خود مي‏باشد، شاه سليمان صفوي موسوي اين گنبد ملکوتي را که در اثر زلزله آسيب ديده بود مرمت کرد، و خرابي‏هاي آن را تجديد بنا نمود و اکنون گنبد مطهر مانند آفتاب تابان نورافشاني [ صفحه 139] مي‏کند و اين عمل در سال يک هزار و هشتاد انجام يافت. عبارات فوق در چهار ترنج نوشته شده و در اطراف گنبد نصب گرديده است، اعتماد السلطنه در مطلع الشمس گويد: عبارت کتيبه ترنج‏ها به انشاء علامه اجل آقا حسين خوانساري قدس سره مي‏باشد که در معقول و منقول از مشاهير فحول آن عصر به شمار مي‏آمد و در ادبيات و انشاء رسائل استادي را دبوده است. در سال 1353 شمسي هنگام نيابت توليت عبدالعظيم وليان خشت‏هاي طلائي را که در اثر مرور زمان شفافيت خود را از دست داده بودند، از جاي خود برداشتند و بار ديگر با آب طلا از نو رنگ آميزي نمودند و در جاي خود نصب کردند، يکي از معماران آستان قدس براي نگارنده نقل کرد که وليان دستور دادند هر خشتي را که بر مي‏دارند روي آن شماره بگذارند و بار ديگر آن را سر جاي خود که از اول آن جا قرار داشته بگذارند تا وضع اول محفوظ بماند. ابعاد گنبد به قرار ذيل است: ارتفاع از کف حرم تا انتهاي زير سقف 8 / 18 متر ارتفاع از کف حرم تا انتهاي گنبد طلا 20 / 31 متر دور گنبد از سطح خارج 1 / 42 متر ارتفاع از اول طلاکاري تا تيزه گنبد 40 / 16 متر ارتفاع سر طوق گنبد مطهر 50 / 3 متر