کاروانسرای رباط شرف در حاشیه جاده قدیم نیشابور_سرخس (جاده ابریشم) قرار داره. این بنا به شیوه رازی ساخته شده و استاد محمد طرائقی سرخسی این بنا رو ساختن. این کاروانسرا از ارزشمند‌ترین بناهای دوره سلجوقی (اولین حکومت پس از اسلام توسط ترکمن‌ها) و قلمروی معماری اسلامیه. چند کتیبه در این بنا وجود داره که بنیان این بنا رو به اوایل سده ششم هجری و سال 508 هجری قمری مرتبط میکنه. آندره گدار گفته این بنا در سال ۵۰۸ هـ . ق ساخته شده و سال ۵۴۸ هـ . ق مورد حمله غزها قرار گرفته و آسیب دیده. به همین خاطر، یک سال بعد، سال ۵۴۹ اون رو بازسازی کردن.
طبق مدارک و متون تاریخی بانی بنایی که الان دیده میشه «شرف الدین ابوطاهربن سعدالدین عل القمی» بوده که مدتی حاکم مرو و بعد از اون صدارت سلطان سنجر رو برعهده داشته. با توجه به کتیبه‌ای که در بنا وجود داره، بنای رباط سال ۵۴۹ ه.ق و زمان سلطان سنجر سلجوقی با آجر و گچ ساخته شده و بدون ‌شک یکی از شاهکارهای هنر ایرانی به شمار میره. کتیبه‌های بنا عمدتاً باقی‌مونده از دوران سلجوقی هستن. تنها کتیبه تاریخ دار بنا، یک کتیبه گچی به خط ثلثه و زیر ایوون انتهایی بناست که سه ضلع ایوون رو دربرگرفته. چون کتیبه‌های دیگه رو به خط کوفی نوشتن، میشه نتیجه گرفت که این کتیبه از کتیبه‌های دیگه جدیدتره.
شکل کاروانسرای رباط شرف از دور شبیه یه دژ بزرگ و از داخل مثل یک کاخ جلوه می‌کنه. کاروانسرای رباط شرف بنایی هست با ۱۰۹ متر طول، ۶۳ متر عرض و ۴ هزار و ۶۴۴ مترمربع زیربنا که یک ورودی با سردری زیبا داره. رباط شرف از کاروانسراهای شاهی یا کاخ رباط‌های جاده ابریشمه و در متون تاریخی، از منزل رباط شرف رو آبگیره و آبگینه یاد شده.
۲ طاق مرکب دو طرف اون وجود داره و یه ایوون ورودی داره و بین این در و حیاط یه دالان وجود داره. این بنا دو صحن داره و هر صحن چهار ایوون به شکل چلیپا (صلیب) و شبستان داره که آجر چینی و کتیبه‌های اون جلوه خاصی داره. در این رباط چند مسجد و محراب دیده میشه که همه با کتیبه‌های گلی و گچی تزئین شدن.
حیاط اول بنا مستطیل شکله و دو طرف ورودی اون دو تالار دراز برای اقامت نگهبان‌ها بنا شده. دو طرف دیگه حیاط که عرض کمتری داره، ایوان‌هایی وجود داره که تا دیوار خارجی امتداد داره و شامل ۲ اتاق میشه و عمود بر رواق داخلیه. دالانی با سردر بلند قبل از حیاط دوم ساخته شده که دو طرف اون ۲ راه وجود داره و هر کدوم به یک در میرسه. یکی به در مسجد و اون یکی به در ورودی تالار مستطیل شکل. بناهای دو طرف حیاط دوم هم مثل حیاط اوله و فقط جلوی اتاق‌ها، رواقی وجود داره که حیاط دوم رو دور می‌زنه. طرف راست دالان ورودی به حیاط دوم، اتاقیه که گفته میشه جایگاه نگهبان‌ها بوده. بین این اتاق و اتاق‌های بالای دالان هم پلکان ساختن.
در حیاط مربع شکل دوم آثار یک حوض بزرگ رو میشه دید. قسمت اصلی بنا انتهای حیاط دومه و پشت ایوان انتهایی اون محوطه‌ای چهارگوش با ۳ در ساختن. روبه روی ایوان، شاه نشین قرار داره که طرف راست اون به اصطبل و طرف چپ بنا، به اتاق‌ها و حیاط‌های خصوصی راه داره. دو طرف شاه نشین، ۲ حیاط چهار ایوانی کوچک برای استفاده نزدیکان و زیر گنبدخانه‌های دو گوشه انتهایی رباط، ۲ حوض انبار ساخته شده. در دو گوشه حیاط دوم هم ۲ تالار ستون دار بنا کردن. از ویژگی‌های بنای رباط شرف ۲ مسجد اونه که یکی سمت چپ دالان ورودی به حیاط اول قرار داره و ۲ ورودی به دالان داره. مسجد دیگه هم طرف چپ دالان ورودی به حیاط هست و ۲ محراب داره.
همچنین بنا ۶ برج داره که ۴ برج اون در حیاط دوم، به صورت هشت‌گوش ساخته شده. ۲ برج دیگه هم در حیاط اول هست. محور اصلی بنا از جنوب شرقی به شمال غربیه و نشان میده که بنا با توجه به قبله ساخته شده. سردر ورودی به حیاط دوم- ایوان و شاه نشین روی محور اصلی بنا ساخته شده. وسط رباط حوض بزرگ، در اضلاع جنوبی دو اصطبل برای استراحت اسب‌ها و در اطراف دهلیزهایی برای اسکان مسافران وجود داره.
نقشه ساختمانی رباط شرف با کاروانسراهای دیگه فرق داره. کتیبه‌های گچی و طرح‌های آجرچینی در بقیه کاروانسراها مرسوم نبود ولی در کاروانسرای رباط شرف، تقریباً تمام آجرچینی‌‌هایی که در نمای دیوارها، گنبدها و طاق‌های اون ایجاد شده طرح‌دار هستن. گچبری‌های کاروانسرای رباط شرف از جالب‌ترین نمونه‌های این هنر در سده ششم هجریه. تا جایی که کتیبه‌های حاشیه محراب‌های دو نمازخانه کاروانسرا، با بهترین کتیبه‌های محراب‌های مساجد ایران، از لحاظ زیبایی و طرح برابری می‌کنن. سال ۱۳۵۶ با خاکبرداری از اتاق‌های رباط شرف، مجموعه‌ای از ظروف فلزی، فرمان‌های عهد صفوی، سفالینه‌های سلجوقی، سکه‌هایی از دوره اسلامی و همچنین ظرفی منحصر به فرد متعلق به قرن‌های ۴ و ۵ هـ . ق پیدا شد.