Elazığ’ın Harput ilçesi Sara Hatun Mahallesi’nde olup, batısında Cimşit Bey Hamamı'nın doğusunda Sara Hatun Çeşmesi bulunmaktadır. Akkoyunlu dönemine ait Sare Hatun ve Saray Hatun Camii isimleriyle de bilinen yapı Akkoyunlu hükümdarı Hasan Bahadır Han’ın (Uzun Hasan) annesi Sara Hatun tarafından 1465 yılında ahşap bir mescid olarak yaptırılmıştır. Sultan III. Murat döneminde 1585 yılında Hacı Mustafa tarafından tamir edilen Sara Hatun Camii Sultan Abdülmecid döneminde Harput Müftüsü Hacı Ahmet Efendi tarafından 1843 yılında tamamen yıkılıp yeniden inşa edilmiştir. Yapılan yenileme çalışmaları caminin özgünlüğünü tamamen yitirmesine neden olmuştur. Evliya Çelebi 1656 yılında Harput’u ziyareti esnasında Sara Hatun Camiisi’nin minaresiz olduğundan bahsetmektedir. Bazı kaynaklarda minaresinin 1898 yılında eklendiği belirtilirken minare kitabesinde 1889 yılında yaptırıldığından söz edilmektedir. Sara Hatun Camii 1996 ve 2006-2007 yılları arasında yeniden restore edilmiştir.

Sara Hatun Camii, Ulu Camii etrafında yerleşmiş olan Artuklu döneminden XV. yüzyılda İç Kale’nin batısına doğru yönelen Osmanlı yerleşimini yönlendirmesi açısından önemli bir yere sahiptir. Caminin geçmişine yönelik ilk yapının planı ve mimari özellikleri bilinmemektedir. Günümüze geldiği şekliyle caminin mimarisine bakıldığında kare planlı, orta kısmının dört kalın sütuna dayalı kubbe ile kenarı ise tonozla örtülü olduğu görünmektedir. Kaba yönü taşlarla inşa edilen caminin güney ve doğu duvarları dörder payandayla desteklenmiştir. Mihrap kesme taştan olup sade bir niş halindedir. Minberi mermerden olup taş işçiliğinin güzel örnekleri arasında yer almaktadır. Son cemaat yeri üç birimli olup, her biri birer kubbeyle örtülmüş ve düzgün kesme taşlarla inşa edilmiştir. Son olarak Sara Hatun Camii’nin minaresi ise iki renk kesme taştan inşa edilmiştir. Cumhuriyet öncesi dönemde sadece merkez camilerde musalla taşı olduğundan cenaze namazları bu camilerde kılınırdı. Harput camileri içinde sadece Sara Hatun Camii’nde musalla taşının olması bu caminin döneminde merkez bir cami olduğunun göstergesidir. Sara Hatun Camii külliye olarak inşa edilmesine rağmen sadece cami ve kuzeydoğu köşesindeki çeşme kısmı günümüze ulaşabilmiştir. Bugün hala ibadete açıktır.