Hacı Kılıç Camii, taçkapılarında yer alan mermer kitabelere göre Hicrî 647 (M. 1249–1250) yılında, Sultan II. İzzeddin Keykavus’un saltanatı sırasında inşa edilmiştir. Anadolu Selçuklu dönemine ait caminin kurucusu Ebu’l-Kasım İbn Ali el-Tusi’dir. “Hacı Kılıç” isminin kurucuya ait bir lakap olabileceği düşünülse de bu konuda kesin bir bilgi yoktur.
Zamanla harap olan Hacı Kılıç Camii ve Medresesi, Aksaray Mirlivası Sinan Bey’in oğlu Hüseyin Bey tarafından Hicrî 954 (M. 1547) yılında tamir ettirilmiştir. Yapı, yakın geçmişte Vakıflar Genel Müdürlüğü tarafından da restore edilmiştir.
Külliyenin güneyinde cami, kuzeyinde ise revaklı avlulu medrese yer alır. Cami ile medresenin girişleri ayrı olmakla birlikte, içeride caminin harimi ile medresenin avlusunu birbirine bağlayan geniş bir açıklık bulunmaktadır. Böylece iki yapı büyük ve uyumlu bir bütün oluşturur.
Cami, Anadolu Selçukluları döneminde görülen ve gelişen derinlemesine yönelen plan tipinde inşa edilmiştir. Mihrap duvarına dik uzanan uzunlamasına planlı cami tipinin, bir avlu etrafında medreseyle kaynaştırılmış nadir örneklerinden biridir. Mevcut iç mekân, ön cepheye paralel uzanan beş sivri beşik tonozlu sahından oluşur. Diğerlerinden daha geniş olan orta sahın, güney yönünde, mihrap önünde bulunan pandantifli bir kubbeyle son bulur. Bu bölüm dört dikdörtgen pencereyle aydınlatılır.
İç mekândaki ayaklar, kemerler ve tonozlar düz sıvayla kaplıdır. İçerideki tek süslemeli unsur mihraptır. Mihrap, yanlarında küçük sütunceler bulunan mukarnaslı bir niş biçimindedir. Soldaki sütunce burma yivlidir ve bir mil üzerinde dönebilmektedir. Kalker taşına oyulmuş arabesk motiflerle süslü mihrap, üzerine sürülen kalın yağlı boya tabakaları nedeniyle estetiğini büyük ölçüde yitirmiştir.
Doğu cephesi hariç diğer cepheler oldukça masif ve kütlevi bir görünüme sahiptir. Yapının 50 metre uzunluğundaki doğu cephesinde iki anıtsal taçkapı bulunur. Bunlardan ilki camiye, ikincisi medreseye açılır. Geometrik süslemelerin hâkim olduğu kapılar genel olarak birbirini dengeler, ancak motifleri ve dizilimleri bakımından birbirinin tıpatıp aynısı değildir. Medrese ile caminin ortak duvarına bitişik olarak yapılan taçkapı, beden duvarından dışarıya doğru yaklaşık 2,60 metre çıkıntı yapar. Dış duvarlar düzenli kesme taştan örülmüş ve köşelerden payandalarla güçlendirilmiştir.
Hüseyin Bey’in mezarı başlangıçta Hacı Kılıç Camii’nin doğusundaki yol üzerinde bulunurken daha sonra minarenin yanına taşınmıştır.
