Die ehemalige Damenstiftskirche St. Cäcilia in Köln beherbergt seit 1956 das Museum Schnütgen mit seiner Sammlung mittelalterlicher Kunstwerke. Die heutige Gestalt der dreischiffigen Pfeilerbasilika mit flacher Decke, die im Osten durch ein Chorquadrat mit Apsis abgeschlossen wird, geht weitgehend auf das 12. Jahrhundert zurück. Der Westbau über einer Krypta beruht auf einem ottonischen Westchor und wurde mehrfach umgebaut.

Zusammen mit der benachbarten Kirche St. Peter ist sie typisch für die Doppelanlage von Stifts- und Pfarrkirche und bildet heute die einzige erhaltene Anlage ihrer Art in Köln. St. Cäcilia erscheint als einfache Nachbildung des alten Kölner Doms. Die schlichte staufische Basilika ohne Querschiff ist charakteristisch für einen im Rhein-Maas-Gebiet vorkommenden Bautypus von Frauenstiftskirchen, die sich durch Westchoranlagen mit Emporen über Krypten auszeichnen.

St. Cäcilia gehörte zu dem 888 durch Erzbischof Willibert gegründeten ersten adeligen Damenstift Kölns. Vor 888 wurde sie auf den Ruinen römischer Thermen als Saalkirche errichtet. Zwischen den Jahren 940 und 960 wurde die Kirche um einen Westchor mit einer Nonnenempore über einer Krypta erweitert. Um 1100 begann man die Saalkirche zu einer dreischiffigen Pfeilerbasilika umzubauen. Die Krypta wurde 1140 um eine Vorhalle erweitert und um 1150 das Chorquadrat mit einer Ostapsis neugebaut sowie die Seitenschiffapsiden errichtet. Die Baumaßnahmen wurden um 1160/70 mit der Wölbung der Seitenschiffe und der Errichtung des Nordportals abgeschlossen.

1474 wurde das Stift in ein Augustinerinnenkloster umgewandelt. Im Zuge von Erneuerungsarbeiten wurde bis 1483 ein Kreuzrippengewölbe im Langhaus eingezogen, die nördliche Apsis wurde durch eine Sakristei ersetzt und das Innere der Kirche ausgemalt.
1802 wurde das Kloster aufgehoben und diente für rund 150 Jahre als städtisches Bürgerhospital. In den Jahren 1848/49 errichtete man einen neuromanischen Westabschluss anstelle des Nonnenchors und führte weitere Umbaumaßnahmen durch.
Nach Zerstörung im Zweiten Weltkrieg wurde die Cäcilienkirche 1947-56 durch Karl Band unter Verzicht auf das Mittelschiffgewölbe wiederaufgebaut. 2003 wurde das Innere des Kirchenbaus restauriert und im Hinblick auf die museale Nutzung umgestaltet.

Der schlichte Außenbau der mit Tuffstein verblendeten Kirche öffnet sich in rundbogigen Fenstern und ist am Obergaden mit Rundbogenfriesen über Lisenen verziert. Die Ostapsis über einem hohen Sockelgeschoss wird durch verblendete Rundbögen auf Säulen betont und von einem Rundbogenfries abgeschlossen. Der neoromanische Westteil nimmt den Aufbau der Basilika auf; das Westportal ist heute vermauert.
Der mit einer flachen Holzdecke gedeckte Innenraum von St. Cäcilia ist weitgehend schmucklos. Die steinsichtige Arkadenzone mit rechteckigen Pfeilern aus Trachyt ist durch ein profiliertes Gesims von der verputzen Obergadenzone abgetrennt. Die Seitenschiffe sind zwischen Gurten kreuzgratgewölbt. Unter der Westempore öffnet sich die Krypta, die über fünf Stufen mit dem Mittelschiff verbunden ist.

Im Chor sind um 1300 entstandene Wandmalereien zu erkennen, die Ende des 19. Jahrhunderts freigelegt und restauriert wurden. Die ältesten bekannten gotischen Wandmalereien in Köln zeigen Szenen aus dem Leben Christi und der heiligen Cäcilie.