Karacabey Mahallesi Samsun Sokakta bulunan ve büyük bir avlu içinde bulunan camii, Ankara’nın en değerli bir kaç eseri arasında yer almaktadır. Hacettepe Üniversitesi içinde kalmış Karacabey Camisi, Türbesi ve Hamamönü mevkiindeki çifte hamamla bir külliye oluşturur. 1484 tarihli vakfiyesine göre, Osmanlı Beylerinden Karacabey tarafından inşa ettirilmiştir.

Caminin avlu kapısında bir çeşme vardır. Karacabey Camisi ortadaki ibadet mekanın kuzeyinde, iki tarafına bitişik birer oda ve son cemaat yeri ile ters (T) şeklindeki zaviyeli camiler tipi de denilen cami planında, kuzeyde geniş, güneyde dar bir yapıdır. İnşasında kesme taş, moloz taş, devşirme parçalar, tuğla ve az miktarda çini kullanılmıştır.

Caminin kuzey cephesinde iki yanı kapalı, beş kubbeli son cemaat yeri vardır. Son cemaat yeri yanlarda birer mermer sütun, ortada iki ayağın taşıdığı beş sivri kemerle cami avlusuna açılmaktadır. Ayak ve kemerler tuğla örgülü, sütunlar ve başlıklar devşirme parçalardır. Ayrıca yan kısımları sonradan yükseltilen taş döşemeli son cemaat yerinin zemininde de, devşirme mermer parçalar görülür. Son cemaat yerinin yan duvarları beden duvarlarının devamı şeklinde olup, kesme taş ve tuğla ile örülmüştür. Buradaki kemerler ahşap gergilerle desteklenmiştir. Son cemaat yerinin sade görünümlü yan kubbelerinin aksine, ortadaki kubbesi taç kapı sebebiyle diğerlerinden daha küçük ve yüksekçedir. Üçgenlerden meydana gelen geçiş ve yivli dolgu ile meydana getirilen bu kubbenin ortasında, 16 kollu yıldız şeklinde bir göbek yer alır. Son cemaatin sağ yan duvarında, bir pencere ve minare merdiveni, sol yan duvarında altlı üstlü yerleştirilmiş, kemerli iki pencere vardır. Taç kapının iki yanında dikdörtgen birer mihrabiye ve yan odaların pencereleri bulunmaktadır.

Caminin kesme taşla yapılmış dışa taşkın taç kapısı, Bursa kemerli bir niş şeklinde olup, üstü zengin bir mukarnas dolguya sahiptir. Kapı nişinin köşelerinden ve ortadan aşağı sarkan iri mukarnaslar, nişin üç yanını dolaşan yapının kitabesini parçalara bölmektedir. Giriş kapısının iki yanındaki üstü mukarnaslı birer mihrabiye ile taç kapı nişinin alt kısmı hareketlendirilmiştir. Taç kapının iki yanındaki dışı kaval silmelerle süslü iki panoda, üst üste binen çokgenlerin oluşturduğu geometrik bir süsleme işlenmiştir. Basık kemerli giriş kapısının kilit taşında bir rûmî motifi işlenmiştir.
Ahşap kapı kanatlarında üstte yazı, altta ikili ve tekli panolar görülür. Kapı kanatlarındaki panolar girift oyma rûmîlerle süslenmiştir. Çerçevelerdeki metal çubuklar, kapı tokmakları ve kilit yuvası devrinin metal işçiliğini yansıtırlar. Kapının direği yumurta şeklinde, üzeri rûmîlerle süslenmiş kartuşlarla dörde bölünmüştür. Yandaki panolarla paralellik gösteren bu bölünmede altta ve üstte rûmi motifi, ortadakilerde balık pulu motifi işlenmiştir.
Caminin sadece doğu cephesinde orijinal duvar örgüsü açıkta olup, son cemaat yeri ve yan odanın iki duvarının alt kısmı, derzli kaba yonu taş ve tuğla hatıllı bir örgüye sahiptir. Son cemaat yerinin batısında da aynı örgü sistemi mevcut olup, diğer duvarlar sonradan yenilendiğinden aslına göre bozulmuştur. Orijinal kısımlarda alttaki dikdörtgen pencerelerin kemer aynaları sadedir. Harimin ve batıdaki odanın yenilenmiş olan duvarlarında oldukça yüksek birer pencere bulunmaktadır.

Batıda, son cemaat yeri ve yan odanın birleştiği yerden yükselen tuğla minarenin kaidesi beş köşelidir. Minare kaidesinin alt kısmı kesme taş ve devşirme taşla, üstü tuğla ile yapılmıştır. Tuğla kısmın her cephesinde dışta Bursa kemeri, içte sivri kemer şeklinde panolar vardır. Panoların içi çini ve tuğla ile yapılmış geometrik motiflerle süslenmiştir. Sarı, mavi ve yeşil renkli çiniler kullanılmıştır. Ongen kaideden sekizgen gövdeye üçgenlerle geçilmiştir. Gövdenin alt kısmında iki sıra halindeki çini bileziklerin arası helezoni burma çinilerle sarılmıştır. Burada patlıcan moru, firuze ve yeşil renkli çiniler kullanılmıştır. Şerefe altı sıva kaplıdır. Tuğladan, ongen peteğin külahı kurşun kaplıdır. Cami duvarlarının çoğunluğu kireç sıvalıdır. Caminin iç mekanı oldukça sadedir. Kuzey tarafın alt duvarları ilk yapılışından, güney tarafın duvarları deprem sebebi ile yenilenmiştir. Güney duvarın ortasında yuvarlak büyük bir mihrap nişi açılmıştır. Güney duvarının iki yanında ve yan duvarlarında birer yüksek pencere bulunan harimin duvarları yükseltilerek, üstü ahşap tavanla örtülmüştür. Ahşap minberi depremden sonra yapılmıştır.

Caminin içindeki ana mekanın kuzey duvarının ortasında kapı kemeri, kapının iki yanında alçıyla şekillendirilmiş dilimli kemerli birer niş bulunmaktadır. İki köşedeki tabhane odası kapılarının lentolarının üstünde sivri hafifletme kemerleri vardır. Kare planlı, kubbeli tabhane odalarından batıdakinin kubbesi yıkıldığından üstü ahşap tavanla kapatılmıştır. Sadece kubbeye geçiş üçgenleri açıktadır. Güneye bir, batıya altlı üstlü iki penceresi açılır. Bu oda doğudaki ile simetriktir. Sağlam durumdaki doğu odasında kubbeye Türk üçgenleriyle geçilmiştir. Cami içine ve son cemaat yerine ve doğuya birer dikdörtgen pencere açılır. Güneydeki yarım daire planlı mihrap nişi, alçı ile yapılmış geometrik bir bordürle çevrilidir. Ancak burasının aslında bir ocak olduğu, yapılan bir onarım sırasında mihrabiyeye çevrildiği üstünde açığa çıkartılan bacadan anlaşılmıştır.

Caminin kapısı üstündeki belki de yaptıran ve yapılış tarihi de yazılı olan, ancak sonu tam okunamayan Arapça kitabenin okunabilen kısmının Türkçe'si:
Bu şerefli, mübarek imareti, Ebubekir el-Müşeymeş el-Muallim oğlu üstad oğlu üstad Ahmed yaptı.
Celâleddin Karacabey tarafından yaptırılıp, imaret olarak isimlendirilen külliyenin vakfiyesi, 844 /1440 yılında hazırlanmıştır.
Külliye hakkında 1205 /1790 tarihli bir kayıtta "cami, türbe, imaret, çeşme, su yolları ve çifte hamamlar harap olduğundan onarılmaları için keşif yapıldığı" yazılıdır. Cami Vakfiyesine göre, Celâleddin Karacabey bin Abdullah tarafından yaptırılmıştır.

1892 yılında depremden zarar gören caminin asıl şekli bozulmuştur. Zamanın şartlarına göre onarılan caminin orta mekanının ve batı odasının kubbeleri ahşap tavanla örtülerek, günümüze gelen görünümünü kazanmıştır. Cami duvarlarında, buradaki yer altı otoparkının yapımında çatlamalar meydana gelmiştir. Çeşitli müdahalelerden bir sonuç alınamayınca caminin, esaslı bir restorasyonla aslına göre yeniden yapılmasına karar verilmiştir.

Bu kararın verilmesi için önce caminin içinde ve dışında çeşitli sondajlar yapılmıştır. Camideki incelemeler ve yapılan araştırmalar sonucunda, benzer dönem yapılarıyla kıyaslama yoluna gidilmiştir. Bazı kısımları aslını muhafaza ederek, bazı kısımları da değişerek günümüze ulaşan caminin son cemaat yeri ve soldaki yan hücre sağlam durumdaydı. Sağdaki hücrenin de soldakine göre tamamlanması düşünülmüştür. Orta mekan yüksek bir kubbe ile örtülü; güney tarafında güneye doğru daralan, yarım kubbeyle örtülü bir mihrap mekanı olduğu ve mihrabın ayrı bir niş şeklinde güney cepheden taştığı anlaşılmıştır.

1310 H.(1894) yılında eski eserler ve 1965’de Vakıflar Genel Müdürlüğünce onarılmış olan eseri yan mekanlı camilerden olup planı, kuzeyde beş bölümlü bir son cemaat yeri arasında gizlenmiş yan mekanlarla birlikte esas ibadet mekanı ters T planını meydana getirmektedir. Eserin bugün son cemaat yeri ve yan mekanları orijinal durumunu muhafaza etmekte, fakat güney kısmındaki esas ibadet mekanının uzantısı 1895 zelzelesinde yıkılmış ve 2.Abdülhamit zamanında onarılarak evvelce kubbeli olan esas ibadet mekanının üzeri ahşap bir tavanla örtülmüş bulunmaktadır.

Ancak bugünkü durumda, güney taraftaki esas ibadet mekanının beden duvarları iki yapıya ait temel duvarlarından daha içerde yapılmıştır.Boyuna dikdörtgen olan esas ibadet mekanı, evvelce iki bölüm halinde olup ortadan büyük bir kemerle ayrılmış ise de bu gün ahşap düz tavanlıdır

Kuzey kısmında son cemaat yerine bitişik olan yan mekanlar, birer kapı ile orta mekana açılmakta ve intikali Türk üçgenleri ile sağlanan kubbe ile örtülü bulunmaktadır. Batı köşedeki mekanın büyük kısmı yıkılmış ve yeniden yapılmıştır.

Kuzey cepheyi tamamen katan son cemaat yeri beş bölümlü olup orta bölümün iki yanında dikdörtgen iki yanında dikdörtgen iki paye bulunur. Son cemaat yerinin iki yanı yan mekanların duvarları uzantısı ile ortadaki giriş kısmının iki yanında bulunan payeler arasında birer sütun ve bunlara istinat eden beş sivri kemer tuğladan yapılmıştır. Sütunlar üzerinde Bizans yapılarından getirilmiş başlıklar kullanılmış ve bütün kemerler meşe ağacından dört köşe yontulmuş gergi ağaçları ile biribirine bağlanmıştır.