رجبعلی لباف خانیکی، باستانشناس و پژوهشگر میراثفرهنگی در یادداشتی نوشت: رباط فعلی مهر بنایی متعلق به عصر قاجار بوده اما محرز است که از دوران صفوی نیز در آن مکان کاروانسرایی «کثیرالخیر» وجود داشته که احتمالا آجرهای آن در ساخت رباط جدید مورد استفاده واقع شده است.
«اعتمادالسلطنه» روستای مهر را مکانی آباد ارزیابی کرده و شرح نسبتا مبسوطی در مورد کاروانسرای مهر به این مضمون نوشته است:
«کاروانسرایی در عهد شاه عباس ثانی در مهر بوده که منهدم شده و جناب حاجی میرزا ابراهیم شریعتمداری مجتهد سبزوار سلمه الله تعالی کاروانسرای جدیدی در نزدیکی کاروانسرای قدیم بنا نهادهاند...»
بنا به نوشتۀ او کاروانسرای قدیمی مهر دو کتیبه سنگی داشته است: «یکی از سنگها مفقود است و سنگ دیگر که موجود است به واسطه فقدان قطعه سنگ قرینه عبارات غیر مرتبط به هم در سطور آن مسطور و صورت آن از قرار زیر است: «... و کامرانی اعلیحضرت پادشاه جمجاه ظل الله السلطان بن السلطان و الخاقان بن خاقان مروج مذهب ائمه ... توفیق انجام این بنای کثیر الخیر یافت حاج الحرمین الشریفین حاجی محمد ولد مرحمت پناه جنت آرامگاه حاجی معین الدین محمد اصفهانی فی سنه خمس و سبعین بعد الف» (۱۰۷۵)
«میرزا قهرمان امیر لشکر» نیز با اشاره به رباط مهر نوشته است: کاروانسرای شاه عباسی را میرزا سید ابراهیم مجتهد معروف به شریعتمداری خراب کرده و با استفاده از مصالح آن کاروانسرای دیگری ساخته است، «افضل الملک» بدون اشاره به کاروانسرای اولیه آن بنا را ساختۀ میرزا ابراهیم شریعتمداری سبزواری عنوان کرده است.
«هوتم شیندلر» تمامی کاروانسرا را شاه عباسی پنداشته و در ادامه نوشته است که در روستای مهر علاوه بر کاروانسرا، چاپارخانه، مهمانخانه و حوضانبار در مقابل کاروانسرا وجود داشته که با آن اوصاف میتوان رباط مهر را یکی از منازل پر اهمیت راه ابریشم فرض کرد و با توجه به ساختار و برخی شواهد مانند پیشآمدگی ایوان ورودی این فرضیه را مطرح کرد که احتمالا کاروانسرای اولیه معروف به شاه عباسی کاملا منهدم نشده بلکه مورد بازسازی و ترمیم قرار گرفته است.
کاروانسرای مهر را میتوان وسیعترین کاروانسرای منطقه محسوب داشت. این بنا با نقشه مستطیل شکل در ابعاد ۸۱×۶۸ متر ساخته شده و وسعتی بیش از ۵۷۰۰ مترمربع دارد.
این بنا از نوع کاروانسراهای باز یا تابستانی و به شیوه دو ایوانی با غرفهها و حجرههایی بر اطراف ساخته شده اما غرفههای میانی دو ضلع شرقی و غربی متفاوت با غرفههای طرفین و اندکی بزرگتر از آنها است و همین امر نمایی چهار ایوانی به بنا داده است.
ورودی این کاروانسرا از سمت جنوب غرب به درون باز میشود و به صورت دو طبقه با منظرهای زیبا و موزون ساخته شده است، در هر طرف ایوان ورودی ۷ غرفه تعبیه شده که دو غرفه مجاور ایوان عمیقتر و به صورت دو طبقه ساخته شده است.
ایوان ورودی به هشتی گشوده میشود و بر هر قاعده هشتی درگاهی به پلکان و فضاهای معماری مجموعه کاروانسرا با کاربریهای گوناگون گشوده شده است. بر فراز هشتی، اتاق بزرگی به عنوان شاهنشین ساخته شده که به وسیله سه درگاهی نور میگیرد و از طریق دو غرفۀ بالکن مانند در دو طرف ایوان ورودی به میدانگاهی جلو رباط اشراف دارد.
فضای داخلی کاروانسرا مشتمل بر یک حیاط مربع مستطیل با ابعاد ۴۴×۴۱متر است که ایوانها، ایوانچهها و غرفهها در اطراف آن قرار گرفتهاند. در پشت غرفهها، حجرهها واقع هستند. هر حجره از طاقچه و بخاری دیواری برخوردارند و با غرفۀ جلو به مثابه یک سوئیت یا واحد مسکونی بودند که برای زمانی کوتاه آسایش و آرامش مسافران را تأمین میکردند.
ایوان شمالی به قرینه ایوان جنوبی ولی متفاوت با آن ساخته شده و به سه بخش با کاربریهای گوناگون تفکیک شده و به جهت وسعت و آراستگی خاص احتمالا مانند فضای نسبتا اشرافی روی هشتی، کاربرد شاهنشین داشته است. در زیر این ایوان حوض انباری ساخته شده تا پاسخگوی نیاز مسافران به آب باشد.
از هر گوشۀ پخی کاروانسرا درگاهی گشادهای به بارانداز و در نهایت مالبندها یا اسطبلها گشوده میشود. اسطبلها با چشمه طاقها پوشیده شده و هر یک مجاور دیوار اصلی بنا دارای غرفهای با کف مرتفع یا سکویی جهت استقرار خرکچیها است.
مصالح ساختمانی رباط مهر آجر با ملات گچ و خاک است. این بنا از استحکام نسبی و ساختار منسجم و مناسبی برخوردار است، در سالهای اخیر رباط مهر به همت اداره کل میراث فرهنگی، گردشگری و صنایع دستی خراسان رضوی مرمت استحکام بخشی و تثبیت شده است.
کاروانسرای مهر در سال ۶۳ در فهرست آثار ملی و در سال ۱۴۰۲ در فهرست یونسکو در جریان چهل و ششمین اجلاس کمیته میراث جهانی در فهرست یونسکو به ثبت رسید.