Milli Saraylar Başkanlığına bağlı mesire alanında ilk olarak Sultan I. Mahmud (1730-1754) döneminde Sadrazam Divitdâr Mehmed Emin Paşa tarafından 1751-1752 yıllarında yaptırılan 2 katlı köşk, Sultan III. Selim (1789-1807) döneminde geniş çaplı bir onarımdan geçmiş ve Sultan’ın isteği üzerine çok sevdiği annesi Mihrişah Valide Sultan adına 1806’da bir de çeşme eklenmiştir. Sultan II. Mahmud (1808-1839) döneminde de kullanılmaya devam eden eski köşk, Sultan Abdülmecid (1839-1861) tarafından yıktırılmış ve yerine 1856-1857 yıllarında yeni Küçüksu Kasrı yaptırılmıştır. Sultan Abdülaziz (1861-1876) döneminde, kasrın cephe süslemeleri elden geçirilerek zenginleştirilmiştir.

Bodrum katıyla birlikte üç katlı olan Küçüksu Kasrı, 15x27 metrelik bir alan üzerine yığma tekniğiyle ve kâgir olarak yapılmıştır. Bodrum katı kiler, mutfak ve hizmetkârlara ayrılmış; diğer katlar ise bir orta mekâna açılan dört oda biçiminde düzenlenmiştir. Bu özelliğiyle geleneksel Türk evi plan tipini yansıtan yapı, genellikle dinlenme ve av amaçlı olarak kullanılan bir “biniş kasrı” niteliğindedir.

Küçüksu Kasrı'nda kabartmalarla süslü ve hareketli deniz cephesinde, bu cepheye yaslanmış şadırvanlı küçük havuzunda ve merdivenlerinde Batılı süsleme motifleri kullanılmıştır. Alçı kabartma ve kalem işi süslemeli tavanları, farklı renk ve biçimde değerli İtalyan mermerleriyle yapılmış şömineleri, her bir odada ayrı süslemeli ve ince işçilikli parkeleri, Avrupa üsluplarındaki mobilyaları, halı ve tablolarıyla zengin bir sanat müzesi görünümündedir.

Küçüksu Kasrı, 1983’te müze-saray olarak ziyarete açılmıştır.