Gråbrødre Kloster ligger midt i Odense og består af et firefløjet anlæg mod nord omkring et indre gårdrum, der er bygget sammen med en udbygning mod øst, et anneks mod nord og en kirkelænge mod syd. Tillige findes endnu en sydfløj, der vender ud mod Gråbrødre Plads og i mellem denne bygning og det firefløjede anlæg er tillige et gårdrum, der åbnes op mod vest. Mod øst er en parklignende have, og hele klosteret omkranses af en høj mur mod øst og et smedejernsgitter mod vest. På grunden er et par øvrige bygninger, herunder en forvalterbolig, der dog ikke er omfattet af fredningen.
Alle klosterets bygninger er grundmurede og opført i to etager. Bygningerne har røde, blanke mure, dog er udbygningen mod øst i gule sten. Bygningernes sokler varierer mellem mur, granit og kampesten, ligesom der findes forskellige gesimser, herunder savsnit og buefrise, de fleste i blank mur, mens udbygningen mod øst har en hvidtet gesims. Alle tage er udført som heltage og er teglhængte med røde vingetegl, bortset fra sydfløjen der har skifertag og i denne bygnings rygning ses en række traditionelt udførte skorstenspiber med sokkel, krave og gesims. Tagfladerne er stort set ubrudte, dog er der mindre tagvinder enkelte steder. Tagrender og nedløbsrør er udført i zink. Alle fløje afsluttes af kamtakkede og blændingsprydede gavle og flere af længerne har tillige kamtakkede frontgavle. I en frontgavl ses en urskive. I sydfløjens frontgavl mod torvet ses et fremskudt indgangsparti med rundbuede stik, sandstenssøjler og en granittrappe op til en tofløjet fyldingsdør med rundbuet, vifteopsprosset overvindue. De øvrige døre i klosterets bygninger er enten tofløjede, flammerede porte, tofløjede fyldingsdøre hvoraf enkelte har glas i de øverste fyldinger samt forskellige revledøre. De fleste døre er udført med opsprossede overvinduer. Alderen på vinduer og døre er varierende men hovedparten er ældre og traditionelt udførte med stik og sålbænke, der enten er støbte eller murede. Alt træværk på bygningerne af røde sten er malet mørkebrune, mens træværket i østlængens gule mur er malet grønt.
De korte bevarede del af den tidligere korsgang har gotiske, spidsbuede vinduer med blyindfattede ruder.
I det indre er alle bygninger i dag indrettet med lange fordelingsgange og lejligheder, der har forskellig størrelse. Fælles for lejlighederne er en nyere materialeholdning, der domineres af parket- og linoleumsgulve, pudsede vægge og lofter, gipsbeklædte lofter, glatte eller nyere et- og tofløjede fyldingsdøre samt nyere plane døre og forsatsruder for alle vinduer. Flere steder i sydfløjen er de ældre bræddegulve bevaret ligesom dele af tidligere alkover. Der er nyere badeværelser og køkkener i alle lejligheder. Gangarealer ligger for det meste i midten af bygningerne og i forbindelse med trapperum, der i de fleste bygninger tillige er nye. Gangarealerne fremstår med nyere materialer, herunder gulvtæpper, pudsede vægge og gipslofter samt nye glatte døre. Tagetagerne er uudnyttede, og her ses de ældre tømmerkonstruktioner samt understrøgne tagsten. Enkelte steder på loftet er små værelser med bindingsværksvægge. I den nordlige fløj er en større gennemlyst og højloftet munkesal med bræddegulv, bjælkeloft, påmalet skrift på væggene og små murede nicher samt ældre revledøre og et teglstensgulv i en forstue til salen. I den sydligste del af østfløjen er indrettet en klosterkirke.