Στο κέντρο της Θεσσαλονίκης, επί της οδού Αγίας Σοφίας και βόρεια από τον ομώνυμο ναό σώζεται ο ναός της Αχειροποιήτου του οποίου η χρονολογία ανέγερσης τοποθετείται γύρω στα μέσα του 5ου αι. Το μνημείο υπέστει αρχιτεκτονικές επεμβάσεις ήδη από τον 7ο αιώνα, ενώ μια ακόμα σημαντική φάση επεμβάσεων χρονολογείται στα όψιμα βυζαντινά χρόνια (14-15ος αι.)

Η Αχειροποίητος εντάσσεται στον τύπο της τρίκλιτης ξυλόστεγης βασιλικής με υπερώα, η οποία καταλήγει στα ανατολικά σε ημικυκλική αψίδα. Στα δυτικά υπάρχει νάρθηκας, ενώ διασώζονται και ίχνη του εξωνάρθηκα. Τρίβηλο τοξωτό άνοιγμα αποτελεί τη κύρια είσοδο από τον νάρθηκα προς τον κυρίως ναό. Τα τρία κλίτη του κυρίως ναού χωρίζονται μεταξύ τους με κιονοστοιχίες. Το βόρειο κλίτος απολήγει στην ανατολική πλευρά του στο μεσοβυζαντινό παρεκκλήσι της Αγίας Ειρήνης. Στη βορειοδυτική γωνία της βασιλικής σώζεται το κλιμακοστάσιο που οδηγούσε στα υπερώα. Στην νότια πλευρά του ναού υπάρχει ένα μνημειακό πρόπυλο, το οποίο συνέδεε πιθανώς τη βασιλική με την κεντρική αρτηρία της βυζαντινής πόλης, την Λεωφόρο. Ένα πρόσκτισμα επίσης στη νότια πλευρά θεωρείται το βαπτιστήριο της βασιλικής.

Από τον πλούσιο γλυπτό αρχιτεκτονικό διάκοσμο της βασιλικής ξεχωρίζουν τα σύνθετα ιωνικά κιονόκρανα, τα οποία χρονολογούνται στα μέσα του 5ου αιώνα και αποτελούν προϊόντα των εργαστηρίων της Κωνσταντινούπολης, καθώς και οι κίονες του τριβήλου λαξευμένοι σε θεσσαλικό μάρμαρο (verde antico). Μεγάλες πλάκες προκονήσιου μαρμάρου καλύπτουν το δάπεδο του κεντρικού κλίτους. Από τα ψηφιδωτά του 5ου αι. έχουν διασωθεί λίγες διακοσμητικού χαρακτήρα παραστάσεις, οι οποίες διακρίνονται για την υψηλή ποιότητα εκτέλεσης. Συνθέσεις όπως αυτές που κοσμούν τα εσωρράχια των τόξων του τριβήλου χαρακτηρίζονται από την τάση απόδοσης ενός ειδυλλιακού κλίματος σε συνδυασμό με τον χριστιανικό συμβολισμό.

Οι λίγες τοιχογραφίες που σώζονται σε κακή κατάσταση στο νότιο κλίτος της βασιλικής χρονολογούνται στις πρώτες δεκαετίες του 13ου αιώνα. Οι στρατιωτικοί άγιοι που απεικονίζονται κατά παράταξη, ολόσωμες μορφές εναλλάσονται με μορφές σε προτομή, αποτελούν μέρος της παράστασης των Σαράντα Μαρτύρων της Σεβάστειας.

Ο χριστιανικός ναός κτίσθηκε πάνω στα ερείπια ένος ρωμαϊκού λουτρού, του οποίου αποκαλύφθηκαν τρία επάλληλα δάπεδα κάτω από το βόρειο κλίτος της βασιλικής. Η έκταση που καταλαμβάνουν τα ερείπια του λουτρώνα δείχνουν ότι επρόκειτο για ένα από τα σημαντικότερα δημόσια κτίρια της Θεσσαλονίκης. H βασιλική της Αχειροποιήτου κατέλαβε μόνο ένα τμήμα του προγενέστερου κτίσματος, ενώ το ανατολικό και βόρειο τμήμα του λουτρώνα παρέμεινε σε χρήση και μετά την ανέγερσή της.

Η βασιλική αναφέρεται στις γραπτές πηγές ως ο ναός της Παναγίας Θεοτόκου και μάλιστα ως ο μεγάλος ναός της Θεοτόκου. Η επωνυμία Αχειροποίητος μαρτυρείται για πρώτη φορά σε έγγραφο του 1320 και πρέπει να σχετίζεται με τη λατρευτική εικόνα της Παναγίας δεομένης που υπήρχε στο ναό. Η Αχειροποίητος είναι ο πρώτος χριστιανικός ναός που μετατράπηκε σε τζαμί αμέσως μετά την άλωση της πόλης στα 1430 από τον σουλτάνο Μουράτ, και παρέμεινε το επίσημο τέμενος των κατακτητών καθόλη την διάρκεια της τουρκοκρατίας, γνωστό με το όνομα 'Εσκι Τζαμί (Παλαιό Τζαμί).

Παρόλες τις ανακατασκευές που έχει υποστεί η Αχειροποίητος κατά την διάρκεια της μακρόχρονης ιστορίας της, το μνημείο συγκαταλέγεται σήμερα ανάμεσα στα καλύτερα διατηρημένα και πιο σημαντικά παράδειγματα της τυπικής ξυλόστεγης βασιλικής με υπερώα της πρωτοβυζαντινής περιόδου.