地下水宫殿在拜占庭希腊语中被称为 βασιλική κινστέrnή，是由皇帝查士丁尼一世于 526-527 年间下令建造的封闭式地下蓄水池，旨在满足城市的供水需求。该建筑位于圣索菲亚大教堂西南侧的苏格兰切什梅街（Soğukçeşme Sokağı），因其从水中拔地而起的众多大理石圆柱，在民间也被称为“地下宫殿”。
在水库建造之前，同一地区在罗马帝国早期（即 3 世纪至 4 世纪之间）曾有一座大型巴西利卡，被用作商业、法律和艺术中心。由于该结构上方曾有一座巴西利卡，且水库所在广场被称为“Stoa Basilica”，因此这里也被称为巴西利卡水库。历史文献声称，有 7000 名奴隶参与了水库的建设。
这座水库坐落于岩石地基之上，是一座采用砖块建造的长方形建筑。其最初的尺寸是在第一次世界大战期间由德国考古学家埃克哈德·昂格尔（Eckhard Unger）测量的，长 138 米，宽 64,6 米。这座巨大的地下建筑拥有约 100000 吨或 80000 立方米的储水能力，周围环绕着厚度达 4 米的耐火砖墙。
地下水宫殿的天花板由砖砌拱顶支撑，整个系统由总计 336 根大理石圆柱支撑。东西走向有 28 排，南北走向有 12 排圆柱，圆柱高约 9 米。西北侧阿卜杜勒哈米德二世统治时期封闭区域内的 41 根圆柱如今已无法看到。圆柱柱头多为科林斯和爱奥尼亚风格。
建筑中使用的绝大多数材料都是废旧构件，是从帝国的不同建筑和古代遗迹中拆卸并运来的。其中 98 根圆柱是专为水库生产的。圆柱之中还特有一根类似于狄奥多西圆柱（Theodosius Sütun Sütü）、装饰有鸡眼、树枝和泪珠浮雕的特殊圆柱。
水库西北角两根圆柱的底座上使用了作为旧建构件的美杜莎头像。在神话中，戈尔贡三姐妹之一的美杜莎据说会将所有看她一眼的人变成石头。水库中的头像一个倒置，另一个侧向放置。研究人员认为，这种摆放旨在起到保护作用以中和力量、重新利用古旧材料，或是象征着基督教面前异教信仰的削弱。
水库的水通过位于城北 19 公里处贝尔格莱德森林的埃格里卡普供水中心引入，经由瓦伦斯水道桥（Bozdoğan Kemeri）和马洛瓦水道桥（Mağlova Kemeri）输送。在拜占庭时期，该水库连接着哈德良引水渠，在伊斯坦布尔征服后，它曾作为向萨拉伊布尔努和巴赫切卡普周边地区供水的中心。
在拜占庭之后，该水库被遗忘很长时间，成为当地人汲水的地方；1565 年，法国旅行者皮埃尔·吉利乌斯（Petrus Gyllius）重新记录了该水库。吉利乌斯记录称，他曾乘小船游览水库，水中有鱼在游动。在奥斯曼帝国时期，它曾于 1723 年艾哈迈德三世在位期间由开赛利的穆黑里特·穆罕默德 Ağa 进行修缮，并在 19 世纪苏丹阿卜杜勒哈米德二世统治时期再次得到修复。
在共和国时期，第一次重大的现代修复工程于 1985-1987 年间由伊斯坦布尔市政府实施。在此次工作中，水库中清理出了 50000 吨淤泥，铺设了木制步行平台，并于 1987 年 9 月 9 日作为博物馆向公众开放。2020-2022 年间，伊斯坦布尔大都会市政府遗产团队开展了全面的抗震加固与修复工作。
在 2020-2022 年的修复中，拆除了水泥基抹灰和混凝土步道，增添了不锈钢拉杆，并重现了 6 世纪原始的砖砌地面。该水库作为被列入联合国教科文组织世界遗产名录的伊斯坦布尔历史区的组成部分，作为一级考古遗址受到保护，如今作为博物馆和活动场地运营。
