XVII. yüzyıl başında Hipodrum‟un güney ve doğu yönündeki alan üzerine inşa edilen Sultan Ahmet Külliyesi, cami, hünkâr kasrı, türbe, medrese, darulkurra, sıbyan mektebi, çeşmeler, sebiller, darüşşifa, imaret, dükkânlar, hamam, kira odaları, evler ve mahzenler olarak geniş bir programla gerçekleştirilmiştir. Külliyenin mimarı Sedefkâr Mehmed Ağa‟dır. Cafer Çelebi tarafından hazırlanan Risale-i Mimariyye‟de Mahmut Ağa‟nın yaşamı ve mesleki gelişimi konusunda geniş bilgi vermektedir. Külliyenin ilk yapısı camidir. İnşaatın yapılacağı alan istimlak edilip mevcut yapılar yıkıldıktan sonra 1609‟da temel kazımına başlanmıştır. 7 yılı aşan yoğun bir çalışmayla yapımı tamamlanan caminin kubbe kilit taşının konulması dolayısıyla 1617 yılında büyük bir tören yapılmıştır. Bu tarihte külliyenin tümü bitirilmemiş ancak hünkâr kasrı, caminin dış avlu duvarları ve arasta tamamlanmıştır. Arasta dükkân dizisi içinde bulunan kitabeler 1617 tarihlidir. Kitabeleri bulunmayan diğer külliye yapılarının yapım tarihlerini inşaat belgelerinden yararlanarak saptamak mümkündür. İnşaat defterlerine göre yapımına 1616‟da başlanan imaret yapısı, 1619‟a kadar sürmüştür. Böylece külliye yaklaşık 10 yıllık bir sürede bitirilmiştir. Sultan Ahmet Külliyesi için sağlanabilen arsanın durum ve programı nedeniyle Fatih ve Süleymaniye gibi büyük sultan külliyelerinde görülen medreselerin tekrarından oluşan simetrik gruplaşmalara düzenli bir geometrik şemaya sahip değildir. Külliye yapılarının büyük bir bölümü kıble ve ona dik doğrultu esas alınarak yönlendirildiğinden temelde bir yön ve düzen fikri vardır. Ayrıca işlevsel kümelendirmeler yapılarak cami, hünkâr kasrı ve imam odaları, eğitim yapıları, medrese, darulkurra ve sıbyan mektebi, sağlık ve sosyal dayanışma yapıları, vakfa gelir sağlayan arasta, hamam ve kia odaları yakın ilişkiler içinde düşünülmüştür.
XVII. yüzyıl klasik külliye anlayışındaki en büyük külliyedir.
Cami merkezî planda ele alınmış olup klasik Osmanlı mimarisinin revaklı avlulu şemasını devam ettirmektedir. Yapı ayrıca altı minaresiyle o zamana kadar denenmemiş bir düzenlemeye sahiptir. 64 × 72 m. ölçülerinde kareye yakın bir alanı kaplayan camide 5 m. çapında dört büyük filayağı üzerinde sivri kemerlere oturan ve pandantiflerle geçiş sağlanan, içten 22,40 m. çapında büyük bir kubbe dört yönde birer yarım kubbe ile yanlara genişletilmiştir. Yarım kubbeler mihrap yönünde iki, diğerlerinde ise üçer eksedra ile bir kademe daha genişletilmiş, böylece daha önce İstanbul Şehzade Camii‟nde Mimar Sinan tarafından ikişer eksedrayla uygulanmış olan bu şemada üçer eksedra ile en ideal geniş mekân elde edilmiştir. Ana kubbeyi taşıyan dört büyük pâye ikişer yönde sivri kemerlerle duvar pâyelerine bağlanmıştır. Köşelerde oluşan kare birimlerin üzerleri pandantiflerle geçişi sağlanan birer küçük kubbeyle örtülmüş, böylece üst örtü dörtgen şemaya tamamlanmıştır. Dört büyük pâye dıştan sekizgen gövdeli ağırlık kuleleri şeklinde yükselir. Üzerleri sivri kubbelerle örtülü olan bu ağırlık kuleleri ana kubbe eteğindeki payanda kemerleriyle birlikte kubbeye destek sağlar. Cami dıştan iki yanda yer alan sivri kemerli galerili cepheleriyle hareketli bir görünüme sahiptir. Bu cepheler duvar payandalarıyla üçe bölünmüştür. Tek katlı olarak düzenlenen kuzey bölümleriyle çift katlı düzenlenen güney bölümleri üçer kubbeyle örtülü olup eşit büyüklükteki kemerlere sahiptir. Geniş tutulan ve yine çift katlı olarak düzenlenen orta bölümlerde iki farklı kemerle hareketlilik sağlanmış ve birimlerin üzerleri tonozlarla örtülmüştür. Cami içinde mihrap duvarı hariç üç yönde yer alan mahfil harimi çevrelemektedir. Yapıda aydınlatmayı sağlayan pencereler altı sıra halinde ele alınmıştır. Mihrap duvarı hariç diğer cephelerde alttan ilk iki sıra pencere dikdörtgen açıklıklı ve sövelilerdir. Üçüncü sıra pencerelerle eksedralardaki dördüncü sıra pencereler sivri kemerli, yarım kubbelerdeki beşinci sıra ve ana kubbe eteğindeki altıncı sıra pencereler ise yuvarlak kemerli açıklıklıdır.
Mermer mihrap klasik düzenlemede, iki yanda zarif sütünceleri bulunan, mukarnas kavsaralı, iki yanı kıvrık dallar ve stilize çiçeklerden oluşan bir süslemeye sahiptir. Üçgen alınlık şeklindeki taç kısmında stilize bitkisel süslemeler görülür. Altın yaldızla bezenmiş olan mermer minber itinalı klasik bir işçiliğe sahiptir.
Cami hariminden biraz daha büyük olan avlunun yan cephelerinde harimin yan cepheleri gibi galerili bir düzenleme görülür. Altta baklavalı başlıklı, kare kesitli sütunların üzerinde lentolu olarak düzenlenen bölümlerde abdest muslukları vardır.
Avluda mukarnaslı başlıklara sahip yirmi altı sütunun taşıdığı sivri kemerli revaklarda otuz birim yer almaktadır ve üzerleri kubbeyle örtülmüştür. Bunlardan dokuz tanesi son cemaat yerini oluşturmaktadır. Kubbelere geçişler pandantiflerle sağlanmış olup yalnızca son cemaat yerinde ortada cümle kapısı önünde bulunan ve diğerlerinden daha yüksek ele alınmış olan kubbeye geçiş mukarnaslıdır. Camide zengin çini, kalem işi, ahşap, taş ve madenî süslemeler görülmektedir.
Özellikle mahfil duvarlarında yer alan çiniler mekân içinde gözü yormayacak şekilde yerleştirilmiştir. Panolar halindeki düzenlemelerde en önemli kompozisyonlar kuzey mahfil duvarında görülmektedir. XVI. yüzyılın ikinci yarısı ile XVII. yüzyılın ilk çeyreğin tarihlenen çiniler sır altı tekniğinde yapılmıştır. Büyük çoğunluğunu natüralist desenler oluşturmakla beraber değişik kompozisyonlara sahip çiniler de görülmektedir. İznik ve Kütahya merkezlerinden gelen çinilerin gelişme çizgisinin bir arada izlenebildiği bu camide 23.000‟kadar çini kullanılmış olup elliden fazla değişik kompozisyonla karşılaşılmaktadır. İznik ve Kütahya atölyelerinin gerek renk gerekse kompozisyon bakımından zengin olan bu çinilerinde XVII. yüzyıldan itibaren kalitenin zayıfladığı görülmektedir.
Camide duvarların üçüncü sıra pencere hizasından yukarısı kalem işleriyle süslenmiştir. Bitkisel desenlerin hâkim olduğu kalem işlerinde son yıllarda yapılan restorasyonlarda orijinal örnekler ortaya çıkarılmıştır.
Süleymaniye Camii‟nde klasik Sinan ekolünün devam ettiği klasik niteliklere ve kademelenme göze çarpmaktadır.
Hünkâr Kasrı. Caminin güneydoğu köşesinde yer alan hünkâr kasrı çift katlı olarak Türk ev mimarisinde inşa edilmiştir. “L” şeklinde bir alana oturan mahfilin alt katı kesme küfeki taşı, üst katı bir sıra taş, üç sıra tuğla dizisinden oluşan almaşık bir duvar örgüsüne sahiptir. Altındaki tonozlu koridorla avlu dışına bağlanan kasra dış avludan rampalı bir çıkışla ulaşılmakta, içeride yine rampalı çıkışla üst kata geçilmektedir. Buradan da önce küçük bir balkona, oradan caminin dış sofasına, daha sonra da cami içindeki mahfile ulaşılır. Padişahın namazdan önce ve namazdan sonra bir süre dinlendiği ve belki de bazı işlerini yürüttüğü hünkâr kasrı Osmanlı mimarisinde ilk defa bu camide görülmektedir. Daha sonra selâtin camilerinde yapılması gelenek olan bu kasırlar erken tarihli camilere de eklenmiştir. Yapı bugün İstanbul Vakıflar Halı ve Kilim Müzesi olarak kullanılmaktadır.
