Shane Patton, chef för delstatspolisen i Victoria, kallar händelsen för en "horribel attack".
— I praktiken handlar det om ett angrepp mot det judiska folket, sade han vid en pressträff på måndagen.
Kort därpå meddelade landets premiärminister Anthony Albanese att den federala polisen i Australien inrättar en särskild enhet som ska arbeta mot antisemitism med anledning av fredagens branddåd.
Ett 60-tal brandmän deltog i släckningsarbetet. Efter ungefär en halvtimme var branden under kontroll, men synagogan fick stora skador.
Polisen jagar efter flera maskerade personer som sågs kasta brandfarlig vätska på byggnaden strax före det att branden började.