Первоначально она называлась Большой или Новой школой в отличие от школы Старой. Только когда в XVI веке возникли другие синагоги (синагога родов Вехслер и Дусхенес, которая стала называться Новой школой), она получила название Старой новой школы, а позднее - Староновой школы или синагоги. Это самая старая из сохранившихся синагог к северу от Альп. Ее строительство относится к последней четверти XII века.

Синагога представляет собой средневековое строение двухнефнего типа. Двухнефный зал упирается в свод, состоящий из пяти частей (в каждой плоскости свода находятся пять ребер--нервюр) и поддерживаемый двумя восьмигранными опорами. Середину пространства между центральными столбами занимает алмемор (кафедра), закрытый высокой кованой решеткой, узорчатость которой соответствует чертам поздней готики и раннего ренессанса.

Каменный готико-ренессансный ящичек для торы (арона а-кодеш, свитки на пергаменте пятикнижья от Моисея), размещенный посередине восточной стены, украшен растительными узорами, доминирующими и в готически-стрельчатых тимпанонах (внутренних плоскостях фронтонных щитов, обрамленных карнизами). К ящичку ведут каменные ступени, справа от них - пульт для чтеца торы, кантора.

Из первоначального средневекового оснащения синагоги сохранились и каменные скамейки вдоль продольных стен. Редкой достопримечательностью является исторический флаг пражских евреев.

Здание синагоги с восточной и западной стороны венчается кирпичными фронтонами позднеготического типа, их сегодняшний вид подчеркнут близлежащим ресторанам в пуристском стиле, управляющим которого был в 1883 году архитектор Йосеф Моцкср. В синагоге 12 окон: на южной и северной сторонах по пять, на западной стене - два. Круглые оконца на восточной стене были сделаны дополнительно, первоначально там было одно единственное окно над ящиком с торой - через него можно было наблюдать рассвет.

Окружная кладка стен укреплена скошенными опорными колоннами: на фасадных стенах по одной, на продольных - по две, которые выступают над крышами одноэтажных пристроек, окружающих синагогу со всех сторон, кроме восточной. Наиболее интересной является южная прихожая со стрельчатым цилиндрическим сводом (более длинным, чем сама синагога), через которую тоже можно войти в синагогу. Стрельчатый портал входных дверей с конца XIII века завершен тимпаноном, поверхность которого украшают рельефы виноградных листьев и гроздей. Из южной прихожей можно войти в западную пристройку (XVI-XVII вв.) и оттуда в северную (около 1732 года) женского крыла, откуда женщины могли следить за богослужением из маленьких окон.

Староновая синагога, где и по сей день совершаются богослужения, являет собой один из наиболее ценных архитектурных памятников в Европе.