این مقبره در محدوده بازار شهر همدان به فاصله‌ای اندك از میدان امام در خیابان شهدای همدان قرار دارد. قراین و شواهد حاكی است بنای امامزاده شاهزاده حسین یادگار از دوران صفوی است و در طول زمان، دخل و تصرف در آن صورت نگرفته است.
این حرم از آثار ممتاز معماری شهر همدان به شمار می‌رود و گنبد آجری زیبایی بر بالای آن استوار است. بر دیوار های آن بخط نستعلیق چند بیت از اشعار محتشم را نگاشته اند. ساختمان مقبره رو به شمال دارد و از یك ایوان كوچك ورودی و دو حرم با پلان‌های صلیبی و هشت ضلعی منظم تشكیل شده است، نمای ورودی آن دو طبقه است كه در هر طبقه، حجره‌هایی واقع شده و دارای رسمی‌بندی‌هایی در داخل طاق‌نماست كه ضریح چوبی نفیس و گنبدی مرتفع دارد.
مصالح ساختمان نیز از سنگ و آجر با ملات گچ و خاك است در زیر بنا سردابی موجود است که قبر اصلی در کف سرداب واقع می باشد.
امامزاده شاهزاده حسین در همدان
با توجه به متن شجرهنامه، این محل مدفن امامزاده حسین – یكی از نوادگان امام حسن مجتبی – یا پسر امام حسن عسگری است. در این مقبره، یكی از احفاد خواجه نصیرالدین طوسی و آباقاخان فرزند هلاكوخان مغول نیز مدفون است. علاوه بر این‌ها شماری از رجال علم و ادب و نیز سرشاه سلطان حسین صفوی (۱۱۴۰ هجری) در ایوان جنوبی آن دفن شده است این بقعه دارای حیاط دلبازی است که درخت توت کهنسالی در آن وجود دارد.
امامزاده شاهزاده حسین در همدان
در زيارت نامه و شجرهنامه قديمی منصوب در داخل بنا نسب امامزاده چنين نوشته شده است.
امامزاده شاهزاده حسین در همدان
«السلام عليك يابن ائمة الهدي ـ السلام عليك يابن زمزم و صفا ـ السلام عليك يابن اميرالمؤمنين علي المرتضي ـ السلام عليك يا حسين بن علي النقي»…
مقبره امام زاده حسین، با شماره ثبت ۱۷۰۷ در تاریخ ۷/ ۳/ ۱۳۶۵در فهرست آثار تاریخی ایران به ثبت رسیده است.