Klimontów, jako miasto prywatne, sprzyjał żydowskiemu osadnictwu, toteż w roku 1663, po upływie półwiecza od założenia miasta, mieszkało tu 129 Żydów, co stanowiło 1 ogółu mieszkańców. Sto lat później Żydzi tworzyli połowę ludności Klimontowa, liczącego wówczas około 700 mieszkańców. Około roku 1800 Żydzi byli już ludnością dominującą, mimo iż położenie Klimontowa w strefie przygranicznej, zamiast sprzyjania – stwarzało żydowskiemu osadnictwu liczne przeszkody.
Około połowy XIX stulecia stan majątkowy klimontowskiej gminy, dysponującej dotąd murowaną szkołą oraz drewnianymi: domem rabina, szkołą i szpitalem, był już na tyle dobry, że przystąpiono do budowy synagogi. W roku 1851 bryła synagogi musiała być już w panoramie Klimontowa dość czytelna, skoro anonimowy autor „opisu historyczno-statystycznego” ocenił, że nowobudowana synagoga stanowi „ozdobę” miasta wraz z kolegiatą oraz dominikańskim kościołem i klasztorem.
Synagogę zlokalizowano we wschodniej części miasta, jej zachodnią fasadą (budynek jest orientowany) zamykając placyk, który od zachodu ograniczony był przez blok zabudowy przyrynkowej. W pobliżu synagogi znajdował się cmentarz, na którym w latach 50. XX stulecia było się jeszcze około 40 nagrobków w formie macewy.
Budynek synagogi wzniesiony jest z cegły. Ma on plan wydłużonego prostokąta o wymiarach ok. 14 x 27 metra. Wschodnią część synagogi stanowiła sala modłów – w planie prawie kwadratowa. W jej części zachodniej znajdował się czterokolumnowy portyk (kolumny mają jońskie głowice), stanowiący zadaszenie dla schodów prowadzących na piętro. gdzie zlokalizowano babiniec, oddzielony od sali modłów parapetem. Pod babińcem znajdował się przedsionek, w którym – po południowej stronie – wydzielono pomieszczenie na szkołę (cheder). Fasadę wieńczy trójkątny szczyt, ozdobiony oknem w typie tak zwanej serliany. Bryłę synagogi nakrywa czterospadowy dach o konstrukcji wieszarowej. Do jego belek podwieszony był deskowy pułap, przy ścianach przechodzący w pozorne sklepienie zwierciadlane.
Elewacje boczne synagogi rozczłonkowane są pilastrami, pomiędzy którymi rozmieszczone są okna, od góry półkoliście zamknięte. Elewacja wschodnia, dwuosiowa – z takimi samymi oknami jak w elewacjach bocznych – przedzielona była pilastrem. Wnętrze klimontowskiej synagogi było bardziej bogate niż jej elewacje. We wschodniej ścianie, wykonany w formie wnęki, znajdował się aronha kodesz, nad którym umieszczona była płaskorzeźba przedstawiająca dwa lwy oraz polichromie: z koroną i tablicami z hebrajskim tekstem. Po obu stronach tablic były plafoniery z wyobrażeniami lwa i jelenia. Dolne płaszczyzny deskowego sklepienia też były polichromowane. Opis, którym dysponuje pochodzi z roku 1979, kiedy sandomierski PKZ opracowywał dokumentację poprzedzająca planowany remont obiektu. Wówczas nie było już ani posadzki ani bimy, co było skutkiem użytkowania obiektu w latach 50. kiedy zorganizowano w nim punkt skupu owoców i warzyw. „Przemyślana i odpowiedzialna” funkcja jaką przyszło wówczas pełnić synagodze spowodowała sporo przeróbek – zamurowano część okien, a ku wygodzie pracownika skupu – wydzielono mu murowany kantorek. Na początku lat 80. opracowano dokumentację konserwatorską dla zakładanej nowej funkcji obiektu – nie związanej, na szczęście, już z handlem – tylko z kulturą.