Osmanlı Dönemi’nde halkın namaz vakitlerini öğrenmesi için yapılmış olan 38 adet muvakkithaneden günümüze kadar gelmiş olan 29 âdetinden bir tanesi de Ayasofya’da bulunmaktadır. Sultan Abdülmecid (1839- 1861) zamanında, Ayasofya’nın onarımını yapan Fossatti Kardeşler tarafından, 1853 yılında yapılan yapı, kendi türündeki muvakkithaneler içerisinde en güzel ve en görkemlilerinden biridir.
Yapı kare planlı, kesme taş duvar örgülü olup, giriş kısmı kuzey cephesindendir. Muvakkithane içerisinde, ortada, mermer ayaklı, yekpare mermerden yuvarlak bir masa yer almaktadır. Yapının muvakkithane olarak kullanıldığı dönemde, sarkaç ayarının bozulmaması için masa üzerinde duran saat ile iç kısımdaki saatlerin, dışarıdan bakıldığında herkes tarafından görülebilmesi amacıyla pencereler büyük yapılmıştır.
Cami döneminde muvakkithane içerisinde yer alan büyük ayaklı saatlerin bir kısmı günümüzde müze deposunda korunmaktadır. Yapı günümüzde Müze Ofisi olarak kullanılmaktadır.