Tophane’de bulunan cami, Kaptan-ı Derya Kılıç Ali Paşa tarafından 1580 yılında Mimar Sinan’a yaptırılmıştır. Bir külliye olarak tasarlanan yapının içerisinde cami, medrese, türbe, sebil, mektep ve hamam yer almaktadır. 16. yüzyıldan bu yana bozulmadan gelen nadir eserlerden biri olan Kılıç Ali Paşa Camii’nin planı, Mimar Sinan’ın uzun zaman incelediği Ayasofya’ya benzerlik göstermektedir.
Tek şerefli bir minaresi bulunan caminin içerisindeki mermer mihrap ve minber ince işçiliği ile dikkatleri çekmektedir.