İstanbul’un Fatih ilçesi Sultanahmet mevkiinde yer alan Ayasofya Müzesi, ilk olarak Bizans Kralı Konstantios tarafından MS 360 yılında inşa edilmiştir. Kilise, Megale Ekklesia (Büyük Kilise) olarak adlandırılmıştır. Ancak Megale Ekklesia, 404 yılında çıkan bir ayaklanmada yakılıp yıkılmıştır. 415 yılında İmparator II. Theodosios tarafından yeniden inşa ettirilen yapıya Tehia Sophia (Kutsal Bilgelik) ismi verilmiştir. 532 yılında çıkan bir isyanda yeniden yakılarak yok edilmiştir. Dönemin imparatoru Justinianos, çıkan isyanı bastırdıktan sonra güç gösterisi yapmak amacıyla Tehia Sophia’nın yeniden inşa edilmesine karar verilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucu 537 yılında, günümüzde hâlâ ayakta olan ve gerek mimarisi gerekse de sembolik önemi açısından son derece önemli olan yapı tamamlanarak faaliyetlerine başlamıştır. Hristiyanlığın erken dönemlerini etkisi altına alan bazilika planlı yapılan Tehia Sophia’nın yapımında Anadolu ve Yunanistan’da yer alan tarihi yapıların kalıntıları kullanılmıştır.

Fatih Sultan Mehmet, 1453 yılında İstanbul’u fethettikten sonra Tehia Sophia Camii’ye dönüştürülmüş ve ismi de Ayasofya olarak değiştirilmiştir. Bu değişim esnasında yapının bütün değerleri korunmuş ve günümüze taşınması sağlanmıştır. Ancak Ayasofya’nın camiye dönüştürülmesi esnasında Fatih Sultan Mehmet’in isteğiyle yapı içerisinde yer alan insan figürleri ince bir sıva ile örtülmüştür. Fakat bu sıvalar daha sonra söküldü ve figürler orijinalliği bozulmadan günümüze ulaşmıştır. Ayasofya, 916 yıl boyunca kilise olarak, 482 yıl boyunca da cami olarak kullanılmıştır. 1935 yılında Mustafa Kemal Atatürk’ün isteği ve bakanlar kurulu kararıyla müzeye dönüştürülmüştür. Tarih boyunca pek çok savaş ve doğal afetlere maruz kalan yapının korunması ve bakımı için çeşitli bakım onarım çalışmaları yapılmıştır. Ayasofya Müzesi 1985 yılında UNESCO’nun Dünya Kültür Mirası Listesi'ndeki yerini almıştır. Ayrıca Ayasofya Müzesi’ne bağlı birimlerden Kariye, Büyük Saray Mozaikleri ve Fethiye Müzesi de koruma altında olan birimlerdir.

Türkiye’nin en çok turist çeken şehri olan İstanbul’a gelen ziyaretçilerin uğrak yerlerinden biri olan müze; tarihi, dini ve mimari açıdan önemi bakımından her yıl milyonlarca turist tarafından ziyaret edilmektedir. 2005-2010 yılları arasında ortalama 2,2 milyon turistin ziyaret ettiği Ayasofya Müzesi, 2011-2015 yılları arasında ziyaretçi sayısını üç milyonun üzerine çıkarmış ve 2015 yılı itibariyle 3,425 bin kişi tarafından ziyaret edilmiştir. 2016 yılında 1,4 milyon ve 2017 yılında 1,8 milyona düşen ziyaretçi sayısı 2018 yılı itibariyle tekrardan yükselişe geçmiş ve 2,922,037 olarak gerçekleşmiştir. Ayasofya Müzesi, müze ve örenyerleri içerisinde Topkapı Sarayı ile birlikte en çok ziyaretçi çeken ilk iki merkezi idi. Ayasofya, 2020 yılında müze vasfından çıkarılarak cami olarak ibadete açılmıştır.