Bugünkü Tirmiz şehrinin eski kısmındaki Karahanlıların yazlık merkezleri, elli yıl öncesinden başlayarak etraflı bir araştırma bölgesi olmuştur. Burada saray külliyesi ortalama yedi bin metre karelik bir alanı kaplıyordu. Geniş avlunun ortasında tuğladan bir havuz vardı.
Ortasında dört eyvanlı avlusu ile masif duvarlı kare yapı asıl saray olup, sivri kemerli bir portalle dışarı açılıyordu. Girişin karşısında 13.50×11.50 m. boyutlu şahane taht salonunun eyvanı göze çarpar. İki katlı yüksek ve geniş taht salonu üç tarftan alçak koridorlarla çevrili olup, kare payeler üzerine tonoz örtülü idi.
Tonozlar yıkılmıştır. Duvarlar ve payelerin zengin tuğla kaplamaları otuzdan fazla değişik örnekle işlenmiştir. Bunlarda geometrik örnekler esas olup, altıgenlerin içi rozet çiçekleri ve bitki motifleri ile dolguludur.
Tuğla hamurundan hazırlanıp sonra şişirilmiş süslemeler de kullanılmıştır. Bundan başka rozetler, kuşlar, süvariler ve diğer tasvirlerle süslü cam madalyonlar ve duvarlara yerleştirilerek değişik bir dekorasyon unsuru meydana getirilmiştir.
Ayrıca büyük hayvan figürleri olarak iki gövdeli tek başlı, kanatlı arslan ve arslan başlı ve gövdeli arka ayakları üzerine kalkmış bir dev gibi vücutları bitki motifleri ve rozetlerle süslemeli on çeşit tasvir görülüyor. Arkadan öküze saldıran arslan ve grifon figürleri de bunlar arasındadır. Kalan izlere göre bitki süslemeli boyalı idi.
On ikinci yüzyılda tuğla kaplamaların ştukla sıvanarak yeni bir şekil aldığı görülmektedir. Buradaki bir kitabe Ebül Muzaffer Behramşah adı ile 1129-30 tarihini vermektedir. Bunun Gazne’deki minareyi yaptıran hükümdar olması tarih bakımından da uygun düşmektedir. Hakim Tirmizi Camii’nde de tuğla duvar sonradan XII. yüzyıl ortalarında ştukla kaplanmıştır. Behramşah zamanında Gaznelilerce saray epeyce elden geçirilmişti. Hatta XIII. yüzyılda sarayın tamamen yenilenmesi için çalışmalar başlamış, fakat 1220’de Moğolların yağmalaması ile terkedilmiştir.