Fatih Hamamı, kitabesi bulunmadığından yapılış tarihi kesin olarak bilinmeyen bir hamamdır. Çokgen halvetli, tek fonksiyonlu hamamlar grubunda incelenen yapı, doğu-batı istikametli uzun bir dikdörtgen alana oturan sıralı bölümlerden oluşmaktadır. Hamamın en batısında oldukça büyük bir alanı kapsayan dinlenme, soyunmalık ve soğukluk bölümü yer alır. Bu bölümün doğusundaki ılıklık ve sıcaklık bölümleri aynı oylumu paylaşmaktadır. Külhan bölümü ise hamamın planındaki doğu kenarı bitişiğindedir.

Moloz taş malzeme ile yığma usulünde inşa edilen hamamın tonozları ve kubbeleri tuğladır. Ahşap kubbe ile örtülü olan soyunmalık bölümü, beden duvarları dışında esas yapısını kaybetmiştir. Bu bölüm, ahşap sütunlarla taşınan sekizgen ve geniş bir kasnağın yükseldikçe daralarak bir ışık fenerine dönüştüğü ahşap bir tavanla kapatılmış kare bir mekândır. Soyunmalığın kuzeydoğu köşesinden dar bir hol biçimindeki ılıklık bölümüne, oradan da güneydeki iki bölmeli sıcaklık kısmına ulaşılmaktadır. Küçük hacimli ılıklığın üzeri tonozla örtülüdür. Sıcaklık bölümü, batı yakası boyunca yanlarından tonozlar ile beslenen iki kubbe ile örtülü iki halvet hücresinden ve bunlara bağlı karşılarında eyvan türü iki dikdörtgen odadan oluşmaktadır. Sıcaklık bölümünün zemininde küçük bir göbek taşı bulunur. Bu bölümde yedi adet kurna vardır.

Bazı kaynaklarda, Âşık Mehmed’in “Gavur Hamamı”, Evliya Çelebi’nin de “Kâfir Hamamı” tanımlamalarından yola çıkılarak hamamın 13. yüzyıl Bizans eseri olduğu ileri sürülmektedir. Haşim Karpuz ise hamamın Türk Döneminde yapıldığını belirtmektedir. Verilen metne göre hamamın yerinde, işlevinin aynı olmadığı değerlendirilen Komnenos Dönemi yapısı olsa da mevcut hamam erken Osmanlı Dönemi yapısıdır. Bir rivayete göre Fatih Sultan Mehmet, 1461 tarihinde Trabzon’u fethettiğinde bu hamamda yıkanmıştır. Yıkandığı kurna günümüze kadar muhafaza edilmiştir.

Fatih Hamamı, 1978 yılı onarımının ardından birçok kez daha küçük çaplı tadilatlar geçirmiştir. 2008 yılında kapsamlı bir restorasyon ile günümüzdeki durumuna kavuşmuştur. Kadın ve erkekler için ayrı bölümleri bulunmayan hamam, haftanın belli günleri kadınların kullanımına açıktır. Günümüze özgün işlevini sürdürmektedir.