Architektura Synagoga Lewantyńska jest prawdopodobnie jedyną z weneckich synagog, która zachowała prawie wszystkie swoje oryginalne cechy. Ma dwie fasady, jedną wychodzącą na Campiello i drugą, wychodzącą na boczną alejkę. Jedność dekoracyjna obu fasad została osiągnięta dzięki poziomym rzędom płyt z marmuru istryjskiego oraz pionowym kolumnom okien – prostokątnych na parterze, zaokrąglonych na I piętrze, w sali modlitw i owalnych na II piętrze. Centralnie umieszczone drzwi, zostały zwieńczone łukiem i obramione nadprożem. Wielokątny wykusz, zbudowany w bocznej fasadzie, jest rozwiązaniem typowym dla architektury weneckiej), określanym w dialekcie terminem „diagò” lub „liagò”. Podobny do niego wykusz istnieje również w Synagodze Hiszpańskiej. W wykuszu, przeprutym trzema oknami, znajduje się bima. Na fasadzie synagogi widnieje marmurowa tablica, upamiętniająca weneckich Żydów, którzy zginęli podczas I wojny światowej.