วัดมหาธาตุเป็นวัดที่พระมหากษัตริย์ทรงสร้างขึ้นเป็นพระอารามหลวง เพื่อบรรจุพระบรมสารีริกธาตุของพระพุทธเจ้า ซึ่งตามธรรมเนียมของการสร้างวัดมหาธาตุนั้นเริ่มขึ้นที่เมืองนครศรีธรรมราชก่อน แล้วจึงเป็นตัวอย่างแก่อาณาจักรอื่นๆต่อมา เช่น เชียงใหม่ หริภุญชัย ลำปาง ศรีสัชนาลัย พิษณุโลก ละโว้ นครพนม สุพรรณภูมิ นครปฐม เพชรบุรี และไชยา
ในพระราชพงศาวดารกรุงศรีอยุธยา ฉบับหลวงประเสริฐกล่าวว่า วัดมหาธาตุสถาปนาขึ้นเมื่อ ปีพุทธศักราช 1917 ในรัชสมัย สมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ 1 (ขุนหลวงพะงั่ว) แต่คงสร้างไม่เสร็จ ต่อมาสมเด็จพระราเมศวรทรงศีล ณ พระราชวังเดิม (วัดพระศรีสรรเพชญ์) เพลา 10 ทุ่ม ทรงทอดพระเนตรไปทางทิศบูรพา เห็นพระบรมสาริกธาตุเปล่งแสงสว่างลอยขึ้นไปบนท้องฟ้า ชั่วอึดใจแล้วก็หายไปในความมืด จึงโปรดให้สร้างพระปรางค์มหาธาตุบริเวณที่ทรงทอดพระเนตรเห็น สูง 38 เมตร จากการสันนิษฐานจากรูปแบบศิลปะที่พบในโบราณสถานแห่งนี้ อาจจะมีมาก่อนตั้งกรุงศรีอยุธยาก็เป็นได้ ซึ่งปรางค์ประธานที่ก่อด้วยศิลาแลงนั้นเป็นศิลปะอโยธยาร่วมสมัยกับศิลปะแบบบายนของเขมร ซึ่งล้วนมีมาก่อนอยุธยาทั้งสิ้น วัดมหาธาตุในอดีตจึงไม่ได้มีเพียงประชาชนมากราบไหว้เท่านั้น ทว่ายังเป็นสถานที่ประกอบพระราชพิธีสำคัญด้วย
วัดมหาธาตุเสมือนเป็นสัญลักษณ์แห่งความเจริญรุ่งเรืองของพระนคร มักสร้างไว้กลางใจเมือง มีองค์ปรางค์สูงเด่นตระหง่านมองเห็นได้ทุกทิศทาง เป็นโบราณสถานที่นักท่องเที่ยวทั้งชาวไทยและต่างชาติให้ความสนใจเพราะเป็นวัดใหญ่และสำคัญ ปัจจุบันกรมศิลปากรได้บูรณะขุดแต่งแล้ว สามารถเข้าชมได้อย่างสะดวก โดยมีสิ่งที่น่าสนใจดังต่อไปนี้
ปรางค์ประธาน มียอดนภศูลสูง 6 เมตร มีปรางค์บริวารรวม 5องค์ มีปรางค์ทิศทั้ง4 องค์ มีบันไดถึงซุ้มองค์พระมหาธาตุ หลังพนักบันได มีนาคราชตัวโตเท่าลำตาลเลื้อยลงมาแผ่พังพาน ตรงบัลลังก์ทั้ง 4 มุม มีรูปครุฑ จตุโลกบาล โทวาริก รากษส พิราวะ และยักษ์ ในสมัยพระเจ้าทรงธรรม พระปรางค์ประธานได้พังลงมาถึงชั้นครุฑ ต่อมาได้บูรณะปฏิสังขรณ์ อีก 2 ครั้ง ในสมัยสมเด็จพระเจ้าปราสาททองและในสมัยสมเด็จพระเจ้าบรมโกศ ซึ่งเมื่อยอดปรางค์หักโค่นลงมา พบว่าภายในประดิษฐานพระบรมสาริกธาตุที่บรรจุในผอบซึ่งทำด้วยวัสดุต่างกันซ้อนอยู่ถึงเจ็ดชั้น และมีเครื่องประดับมีค่าอีกหลายอย่าง เช่น ปลาทำด้วยหินอ่อน ข้างในมีตลับทองคำ ฝาทำเป็นรูปสิงโต โคมทองคำสานประดับทับทิม แหวนทองคำ ฯลฯ ปัจจุบันได้นำไปเก็บรักษาไว้ในพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติ เจ้าสามพระยา
เศียรพระวัดมหาธาตุ ไม่ปรากฏหลักฐานแน่ชัดว่าเพราะเหตุใดเศียรพระจึงเข้าไปอยู่ในต้นไม้ หรือ ต้นไม้ได้ขึ้นปกคลุมเศียรพระกันแน่
โบสถ์ ผนังโบสถ์ซึ่งเหลืออยู่เพียงบางด้านนั้น มีการเจาะหน้าต่างเป็นซี่ลูกกรงที่เรียกว่า ลูกมะหวด เพื่อให้อากาศถ่ายเท เป็นรูปแบบที่นิยมกันในสมัยอโยธาถึงอยุธยาตอนต้น ก่อนที่จะมีการเจาะหน้าต่างบานใหญ่ๆ เพราะเชิงช่างมีความชำนาญมากขึ้น
เจดีย์ บริเวณวัดมีเจดีย์รูปแบบต่างๆกันหลายองค์ ทั้งเจดีย์ทรงลังกาคล้ายระฆังคว่ำ เจดีย์ย่อมุมไม้สิบสองรวมถึงปรางค์องค์เล็ก ๆ ล้วนแต่เป็นศิลปะต่างยุคหลากสมัย เนื่องจากวัดแห่งนี้มีการบูรณะซ่อมแซมหลายครั้ง
วัดมหาธาตุนอกจากจะเป็นศูนย์กลางของเมืองแล้ว ยังเป็นที่ประทับของสมเด็จพระสังฆราช (เจ้าคณะใหญ่ฝ่ายคามวาสี) โดยในปีพุทธศักราช 2309 สมเด็จพระสังฆราชสิ้นพระชนม์ ได้ตั้งศพไว้ที่วัดมหาธาตุยังไม่ทันปลงศพ ได้อัญเชิญ พระเทพมุนี วัดกุฎีดาว เป็นพระสังฆราชอยู่ได้ 7 เดือน ก็สิ้นพระชนม์อีก จึงได้ตั้งศพคู่กัน และมีเรื่องเล่ากันว่าก่อนกรุงแตกไม่นานมีอีกา 2 ตัวตีกันแล้วบินถลาลงมาถูกยอดเจดีย์เสียบอกตาย ลือกันว่าเกิดลางร้าย ต่อมาในรัชกาลที่ 3 โปรดให้อัญเชิญพระพุทธรูปคันธารราฐประทับนั่งห้อยพระบาทไปประดิษฐาน ณ วัดหน้าพระเมรุ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา
วัดมหาธาตุตั้งอยู่ที่ ตำบลท่าวาสุกรี ตรงหัวมุม ถนนนเรศวร ตัดกับถนนชีกุน หรือ ริมบึงพระราม ด้านตะวันออก ใกล้กับวัดราชบูรณะ
