Η μονή ιδρύθηκε το 1088 από τον Οσιο Χριστόδουλο τον Λατρηνό, μια από τις πιο σημαντικές μορφές του βυζαντινού ασκητισμού και στη διάρκεια των αιώνων απέκτησε την αρχιτεκτονική όψη που βλέπει σήμερα ο επισκέπτης. Αποτελεί ένα σημαντικότατο κέντρο λατρείας με αδιάλλειπτη μοναστική ζωή που ξεπερνάει τα 900 χρόνια. Μεγαλόπρεπη και υποβλητική, προστατεύει τον οικισμό που βρίσκεται γύρω της και κυριαρχεί αιώνες τώρα στη ζωή του νησιού της Πάτμου. Στο δαιδαλώδες εσωτερικό της περιλαμβάνει ανεκτίμητους θησαυρούς και κειμήλια.
Τα πρώτα κτίσματα της εποχής του οσίου (1088-1093) ήταν το καθολικό, η κινστέρνα (δεξαμενή), η τράπεζα στην πρώτη της μορφή, μερικά κελιά και μεγάλο τμήμα των τειχών. Τον 12ο αιώνα έγιναν πιθανότατα τα παρεκκλήσια της Παναγίας και του οσίου Χριστοδούλου. Τον 16ο αιώνα προστέθηκαν νέα σημαντικά κτίρια: τα παρεκκλήσια του Τιμίου Σταυρού, των Αγίων Αποστόλων, του Αγίου Βασιλείου και το σκευοφυλάκιο δίπλα στο καθολικό. Την τελευταία δεκαετία του 17ου αιώνα έγινε ένα μεγάλο οικοδομικό πρόγραμμα που πήρε το όνομα του Νεόφυτου Γριμάνη, μητροπολίτη Καρπάθου, κι έδωσε στη μονή τη μορφή που βλέπουμε σήμερα. Τότε αναμορφώθηκε η κεντρική αυλή, έγινε διώροφη τοξωτή στοά (τζαφάρα) και ενισχύθηκαν τα τείχη. Δεκάδες δωρητές από την Πάτμο και τον ευρύτερο χώρο της ορθοδοξίας προσέφεραν σημαντικά κινητά αφιερώματα, ενώ στο μοναστήρι όπως και στη Χώρα, επικράτησε η τεχνοτροπία μιας σχολής μαστόρων που είχαν έδρα τη Ρόδο. Επίσης, μεταξύ του 1550 και του 1700 στο καθολικό τοποθετήθηκαν ξυλόγλυπτα Κρητών καλλιτεχνών και πολύτιμες εικόνες.
Ο σεισμός του 1956 προκάλεσε σημαντικές ζημιές στα τείχη και στο εσωτερικό του μοναστηριού κι έτσι μεταξύ 1957-1964 υλοποιήθηκε ένα μεγάλο πρόγραμμα από την Εφορεία Αρχαιοτήτων Δωδεκανήσου σε συνεργασία με τη διεύθυνση Αναστήλωσης του Υπουργείου Παιδείας για στερεώσεις και αποκαταστάσεις. Τότε κτίστηκε και ένα μεγάλο τετραώροφο κτίριο όπου στεγάστηκε το σκευοφυλάκιο, η βιβλιοθήκη, το μουσείο και ξενώνες –αφού κατεδαφίστηκαν κτίρια στη δυτική πλευρά της μονής.
Το τείχος
Το τείχος γύρω από τη μονή έχει σχήμα πολυγωνικό και ύψος 15 μέτρων. Η κύρια είσοδος (στο βορρά) αποτελείται από δυο ορθογώνιους πύργους ενωμένους με τοίχο και στο επάνω μέρος του υπάρχει καταχύστρα -ο επονομαζόμενος "φονιάς"- απ’ όπου έριχναν καυτό λάδι, μολύβι ή νερό στους επιτιθέμενους.
Το Καθολικό
Είναι κτισμένο στο σημείο όπου υπήρχε ναός της Αρτέμιδος και αργότερα παλαιοχριστιανική βασιλική αφιερωμένη στον Θεολόγο. Δίπλα στον κυρίως ναό υπάρχουν τα παρεκκλήσια της Παναγίας Κυράς των Αγγέλων και του Οσίου Χριστοδούλου. Το τέμπλο του 19ου αιώνα είναι φτιαγμένο από Χιώτες μάστορες. Είναι επιχρυσωμένο ξυλόγλυπτο και οι λεπτομέρειες που έχει επάνω αφορούν βιβλικές παραστάσεις. Οι εικόνες του τέμπλου είναι ρωσικής τεχνοτροπίας και η παράδοση θέλει να είναι δωρεά της Μεγάλης Αικατερίνης. Οι ασημένιες καντήλες είναι βενετσιάνικες του 17ου αιώνα. Ενδιαφέρον στο νάρθηκα έχει η απεικόνιση της σφαγής των νηπίων (του 16ου αιώνα, έργο του Ανδρέα Ρίτζου). Μια από τις σπουδαιότερες εικόνες απεικονίζει τον Αγιο Ιωάννη το Θεολόγο, χρονολογείται στα 1090 και ήταν δώρο του Αλέξιου του Α΄ του Κομνηνού προς τον Οσιο Χριστόδουλο. Το ολόσωμο σκήνωμα του οσίου βρίσκεται στο παρεκκλήσι του σε ασημένια λάρνακα.
Η Τράπεζα
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει η Τράπεζα της μονής (δεν είναι επισκέψιμη), όπου διασώζεται ένα μικρό κομμάτι μαρμάρου της αρχαίας τράπεζας που ήταν δωρικού ρυθμού. Είναι ο μόνος μοναστηριακός χώρος τράπεζας που έχει τρούλο και οι τοιχογραφίες (17ου αιώνας) προήλθαν από το καθολικό της μονής: τις έφεραν εδώ όταν από το σεισμό του 1956 αποκαλύφθηκαν από κάτω παλαιότερες, του 12ου αιώνα (αυτές που θα δείτε σήμερα στο καθολικό).
Η Βιβλιοθήκη
Ο χώρος εγκαινιάστηκε το 1988, στα 900 χρόνια από την ίδρυση της μονής. Η κεντρική αίθουσα έχει πέτρινες κολώνες και γύψινα σταυροθόλια, ενώ οι τοίχοι καλύπτονται από δεκάδες ξύλινα βιβλιοστάσια για τα χειρόγραφα και τα παλαιότυπα. Ο αρχικός πυρήνας της βιβλιοθήκης δημιουργήθηκε σχεδόν ταυτόχρονα με την ίδρυση της μονής το 1088 με τους χειρόγραφους κώδικες που είχε συλλέξει ο Οσιος Χριστόδουλος, καθώς και με τα αυτοκρατορικά έγγραφα που διασφάλιζαν την κυριότητά της. Εως τις αρχές του 13ου αιώνα περιείχε κυρίως βιβλία θεολογικού περιεχομένου, ενώ στα μέσα του 14ου αιώνα εμπλουτίστηκε με ιστορικά, φιλολογικά και φιλοσοφικά έργα.
Τον 15ο αιώνα έγιναν μεγάλες δωρεές, από μοναστήρια της Μ. Ασίας, για να προφυλαχθούν οι θησαυροί από τις λεηλασίες των Τούρκων, και προστέθηκαν πολλά βιβλία ποικίλου περιεχομένου από την Δύση. Με την ίδρυση της Πατμιάδας Σχολής, τον 18ο αι. εμπλουτίστηκε με σειρές από έντυπα και χειρόγραφα, ως επί το πλείστον θεολογικά. Επιπλέον φαίνεται ότι από πολύ νωρίς λειτούργησε στη μονή κωδικογραφικό εργαστήριο αντιγραφής χειρογράφων. Σήμερα είναι μία από τις πιο σπουδαίες μοναστικές βιβλιοθήκες στον κόσμο. Περιλαμβάνει 1.200 χειρόγραφους κώδικες, περισσότερα από 13.000 έγγραφα και πάνω από 4.500 αρχέτυπα και παλαιότυπα.
Ο παλαιότερος κώδικας χρονολογείται τον 6ο αιώνα και τα έντυπα από τον 15ο αιώνα. Το αρχείο εγγράφων, με αρχικό το δωρητήριο χρυσόβουλο του Αλεξίου Α΄ του Κομνηνού, του 1088, περιλαμβάνει από βυζαντινά, αυτοκρατορικά και πατριαρχικά, μέχρι μεταβυζαντινά, τουρκικά, λατινικά, και ρωσικά έγγραφα, αποτελώντας σπουδαία πηγή πληροφοριών για την ευρύτερη περιοχή του Αιγαίου. Η αξία του αρχείου προκάλεσε και προκαλεί έως και σήμερα το ενδιαφέρον πλήθους ερευνητών.
Η είσοδος στη βιβλιοθήκη επιτρέπεται μόνο κατόπιν ειδικής άδειας.