Küçük Ayasofya Camisi, İstanbul’un Fatih ilçesinde bulunan ve 6. yüzyıldan kalma bir Bizans yapısıdır. Kilise, Doğu Roma İmparatoru I. Jüstinyen ve karısı Theodora tarafından 527-536 yılları arasında Aya Sergios ve Bachos Kilisesi adıyla yaptırılmıştır. 1497 yılında Sultan II. Beyazıt Topkapı Sarayı Darüssaade ağası Hüseyin Ağa döneminde camiye çevrilmiştir.
Küçük Ayasofya Camisi, İstanbul’un en eski Bizans dönemi yapısıdır. Kilise, sekiz köşeli bir ana kubbe ile kaplıdır. Kareye yakın bir dikdörtgen içinde yer alan bu sekizgenin kenarları bir kemer, bir yarım kubbe olarak sıralanmaktadır. Kilisede, fresko veya mozaik yoktur. Buna karşılık, pembe ve yeşil somaki sütunlar ve mermer levhalarla süslenmiştir.
Küçük Ayasofya Camisi, 1836 ve 1956 yıllarında iki onarım görmüştür. 1836 yılındaki onarımda kubbe ve duvarlar yenilenmiş, 1956 yılındaki onarımda ise muhtelif kurşun ve sıvaları yenilenmiş, tek minaresi önemli ölçüde onarılmıştır.
Küçük Ayasofya Camisi, İstanbul’un önemli tarihi ve kültürel miraslarından biridir. Kilisenin mimarisi, Bizans mimarisinin önemli bir örneğini temsil etmektedir.