Στη συμβολή της Εγνατίας οδού με την οδό Χαλκέων, νοτιοδυτικά του αρχαιολογικού χώρου της Ρωμαϊκής Αγοράς, βρίσκεται ο ναός της Παναγίας Χαλκέων. Κτίστηκε στο χώρο του Μεγαλοφόρου, της κεντρικής αγοράς της Θεσσαλονίκης, κοντά στη Χαλκευτική στοά όπου βρίσκονταν -όπως και σήμερα- τα εργαστήρια των χαλκωματάδων.

Η κτητορική επιγραφή στο μαρμάρινο υπέρθυρο της δυτικής εισόδου μας πληροφορεί ότι το 1028 ο Χριστόφορος Πρωτοσπαθάριος και Κατεπάνω Λαγουβαρδίας, μαζί με τη σύζυγό του Μαρία και τα παιδιά του Νικηφόρο, Άννα και Κατακαλή, έχτισε το ναό για τη Θεοτόκο. Ο τάφος του κτήτορα βρίσκεται στο μέσο του βόρειου τοίχου.

Η εκκλησία ανήκει στο νέο τύπο που διαμορφώνεται την εποχή της δυναστείας των Μακεδόνων αυτοκρατόρων, το σταυροειδή εγγεγραμμένο με τρούλο ναό. Στον κεντρικό τετράπλευρο χώρο τέσσερις κίονες ανακρατούν τα τόξα τεσσά¬ρων καμάρων, που στηρίζουν τον κεντρικό τρούλο δίνοντας στην κάτοψη και την ανωδομή το σχήμα του σταυρού. Εκατέρωθεν προσκολλώνται το τριμερές ιερό Βήμα και ο διώροφος νάρθηκας που στεγάζεται με δύο μικρότερους τρούλους.

Η επίδραση της αρχιτεκτονικής της Κωνσταντινούπολης είναι εμφανής τόσο στον τύπο του ναού όσο και στην τοιχοποιία του που ελαφρύνεται από επάλληλα καμπύλα τόξα και αψιδώματα, κόγχες και ημικυκλικούς κίονες. Μαρμάρινος κοσμήτης περιτρέχει το ναό στο μέσο του ύψους του κάτω από τον οποίο υπήρχε διακοσμητική ζώνη από πήλινα έγχρωμα πλακίδια. Η αποκλειστική χρήση πλίνθων ως οικοδομικό υλικό με τη λεγόμενη «τεχνική της κρυμμένης πλίνθου» έδωσε στο κτίσμα τη λαϊκή προσωνυμία «Κόκκινη Εκκλησιά».

Ο ναός κοσμήθηκε με τοιχογραφίες ταυτόχρονα με την ίδρυσή του, όπως μας πληροφορεί κτητορική επιγραφή στην καμάρα του ιερού Βήματος. Σώζονται λίγες χριστολογικές σκηνές στον κυρίως ναό [Γέννηση, Υπαπαντή, Προσκύνηση των Μάγων, Πεντηκοστή] και λειτουργικές στο ιερό βήμα, όπου η Πλατυτέρα δεομένη, ιεράρχες και η Κοινωνία των Αποστόλων. Η τοποθέτηση της Ανάληψης στον κεντρικό τρούλο συνιστά επιλογή που συνδέεται με τον ταφικό χαρακτήρα του ναού. Στο νάρθηκα αναπτύσσεται η Δευτέρα Παρουσία. Οι τοιχογραφίες συγκρίνονται με αντίστοιχα μεγάλα ζωγραφικά σύνολα της εποχής, όπως τον Όσιο Λουκά Φωκίδας, τη Νέα Μονή Χίου, την Αγία Σοφία Αχρίδας, την Αγία Σοφία Κιέβου και μνημεία της Καππαδοκίας.

Στην εποχή των Παλαιολόγων, ανακαινίστηκε ο διάκοσμος, από τον οποίο σώζονται η Κοίμηση της Θεοτόκου, λίγες σκηνές του Ακάθιστου Ύμνου και μεμονωμένες μορφές αγίων. Το 1430 μετατράπηκε σε τζαμί με την επωνυμία «Καζαντζιλάρ τζαμί» (= τζαμί των χαλκωματάδων).

Μετά τους σεισμούς του 1978 πραγματοποιήθηκαν εργασίες στερέωσης του μνημείου και συντήρησης των τοιχογραφιών του.