Одно из самых крупных и хорошо сохранившихся древних подземных водохранилищ Константинополя (в настоящее время в городе найдено более 40 цистерн), имеющее внешнее сходство с дворцовым комплексом. Здесь хранился резерв питьевой воды на случай засухи или осады города, вода доставлялась по водопроводу и акведукам (в том числе и по самому большому акведуку Константинополя — акведуку Валента) из источников Белградского леса, расположенном в 19 км к северу от города. Цистерна Базилика расположена в историческом центре Стамбула в районе Султанахмет напротив Собора Святой Софии.

Само название водохранилища «Цистерна базилики» означает «водохранилище храма Святой Софии», поскольку расположенный рядом с ним храм Святой Софии по конструктивным признакам является базиликой.

Строительство цистерны было начато греками во время правления императора Константина I (306—337 гг..) и закончено в 532 году при императоре Юстиниане. Размеры подземного сооружения — 145 на 65 метров, емкость — 80 000 кубических метров воды. Сводчатый потолок цистерны поддерживают 336 колонн (12 рядов по 28 колонн) 8-метровой высоты, колонны стоят на расстоянии 4,80 метра друг от друга, стены сделаны из огнеупорного кирпича толщиной 4 метра и покрыты специальным водоизоляционным раствором.

Большая часть колонн взята из античных храмов, поэтому они отличаются друг от друга сортом мрамора и видом обработки, часть из них состоит из одной, другие из двух деталей, у двух колонн в основании головы Медузы Горгоны. Неизвестно откуда привезены и какому древнему сооружению принадлежали раньше. По соседству находится «Бассейн желаний», а на дне его поблескивают монетки. На возвышении при выходе из Цистерны находится помост и ресторанчик, где вечером играет живая музыка.

Цистерна активно использовалась до XVI века, впоследствии водохранилище было заброшено и сильно загрязнено, и только в 1987 году в очищенной Цистерне открылся музей.