Il 
        mausoleo di S. Costanza è 
        uno dei caposaldi dell'architettura 
        tardoantica. Fra i primi esempi 
        conservati (insieme al Battistero 
        Lateranense) di edificio cristiano 
        a pianta centrale con ambulacro. 
        Derivato da modelli romani di 
        templi e mausolei, ninfei, (il 
        Pantheon, il Mausoleo di Augusto, 
        il cosiddetto tempio di Minerva 
        Medica) deve la caratteristica 
        più innovativa - i due 
        spazi circolari concentrici - 
        a un edificio di poco precedente 
        destinato ad influenzare l'architettura 
        medioevale: il Martyrium 
        del Santo Sepolcro eretto a Gerusalemme 
        da Costantino e dalla madre Elena. 
      
Pur essendo in parte privato del suo primitivo splendore, conserva tuttora un'imponenza ed un fascino straordinari, che peraltro ne fanno uno dei luoghi preferiti dalle coppie romane per i matrimoni religiosi.
Fu 
        eretto agli inizi del IV secolo 
        da Costantina (o Costanza), 
        figlia di Costantino, a ridosso 
        della grande basilica 
        cimiteriale da lei fatta 
        realizzare presso il cimitero 
        sotterraneo ove era sepolta la 
        martire Agnese, di cui 
        Costantina stessa era una devota, 
        anche a causa di una guarigione 
        attribuita alla santa. 
Un esempio simile - di integrazione tra mausoleo e basilica in epoca costantiniana - è costituito dal mausoleo di Elena (madre di Costantino) - l'attuale Tor Pignattara - realizzato a ridosso della basilica costantiniana dei SS. Marcellino e Pietro sulla via Labicana, oggi via Casilina.
L'edificio 
        era strettamente integrato con 
        la basilica. Il nartece (1) 
        che ne costituisce l'ingresso, 
        absidato ai lati, si innestava 
        sulla navata laterale della basilica 
        e pertanto il mausoleo veniva 
        a trovarsi trasversalmente in 
        asse con la basilica stessa.
L'interno è costituito da una rotonda circolare (2) coperta a cupola, circondata da un deambulatorio (3), e da esso separata da 12 coppie di colonne di granito, tutte di spoglio, cioè ricavate da un precedente edificio di epoca romana. I capitelli delle colonne sono legati fra loro due a due da tronchi di architrave (pulvini) disposti in senso radiale, così da creare moti centrifughi e centripeti che accompagnano dalla penombra dell'ambulacro al luminoso spazio centrale.
La cupola dell'ambiente centrale - avente 22,50 m di diametro - venne realizzata con una tecnica costruttiva tipicamente romana, composta di nervature meridiane e solidi archi in mattoni, che ingabbiano la concrezione di tufo e pietra pomice.
All'interno la cupola era ricoperta di mosaici, oggi scomparsi, e le pareti sottostanti erano dotate di un sontuoso rivestimento marmoreo in opus sectile (cioè a tarsia), di cui oggi non ci rimangono che alcuni disegni, come testimonianze.
A fianco, l'interno di S. Costanza nel 1538-39 (Francisco de Hollanda, Escorial)
 
 
        L'ambulacro è coperto 
        con una volta a botte, decorata 
        da magnifici mosaici del IV secolo, 
        che alternano motivi geometrici, 
        scene di vendemmia, ritratti 
        inseriti in clipei, fra cui si 
        potrebbero riconoscere, rispettivamente 
        a sinistra e a destra della nicchia 
        frontale, Costantina e il primo 
        marito Annibaliano, re del Ponto. 
        Tipico caso di adattamento di 
        temi pagani alla tradizione cristiana, 
        hanno fatto sì che il mausoleo 
        venisse a lungo identificato 
        con il tempio di Bacco. 
        Il ritmo delle pareti laterali 
        è scandito da numerose 
        nicchie. 
Le 
        quattro nicchie in corrispondenza 
        dei quattro assi sono di dimensioni 
        maggiori: di forma rettangolare 
        le due sull'asse longitudinale, 
        semicircolari quelle sull'asse 
        trasversali. I corrispondenti 
        spazi tra le doppie colonne (intercolumni) 
        sono più larghi e più 
        alti degli altri: in questo modo 
        viene a crearsi uno schema tipologico 
        a croce inscritto in una circonferenza. 
        La nicchia rettangolare opposta 
        all'entrata (4) ospitava il sarcofago 
        di Costantina in porfido rosso 
        (il marmo riservato alla famiglia 
        imperiale) decorato con motivi 
        cristiani che riprendono i temi 
        della decorazione musiva dell'ambulacro. 
        Il sarcofago è conservato 
        dalla fine del '700 nei Musei 
        Vaticani; al suo posto è 
        collocata una copia in gesso.
Nelle due nicchie maggiori poste 
        al centro delle curve laterali, 
        due scene a mosaico della fine 
        del IV secolo testimoniano il 
        primato della chiesa di Roma 
        sulla cristianità: la 
        Consegna delle chiavi e la Consegna 
        del rotolo della Legge a S.Pietro.
All'esterno 
        dell'ambulacro correva un'altro 
        ambulacro colonnato, oggi scomparso. 
        Nel complesso quindi questo edificio, 
        assieme alla basilica cui era 
        annesso, riflette le caratteristiche 
        salienti dell'architettura costantiniana: 
        grandiosità, semplicità 
        della pianta e dell'esterno, 
        sfarzosità all'interno. 
        (Krautheimer)
La costruzione del mausoleo, secondo studi recenti, sarebbe avvenuta in due fasi: una tra tra il 337 ed il 351 d.C. - nel periodo di vedovanza di Costantina - e l'altra dopo la sua morte, ma comunque entro il 361. Successivamente fu sepolta nel mausoleo anche Elena, altra figlia di Costantino.
Il mausoleo divenne in seguito battistero della basilica di S. Agnese, sorta nel VII secolo. La tipologia a pianta centrale si adattava in modo particolare a tale destinazione d'uso, come ormai a quel tempo voleva la tradizione, anche se non tutti gli studiosi sono concordi con questa destinazione d'uso.
Nel 1254 l'edificio fu trasformato in chiesa, intitolata a S. Costanza. Ma è sin dall'alto medioevo che Costanza (altro nome attribuito a Costantina figlia di Constantino) veniva arbitrariamente identificata come una martire, e quindi appellata come santa. Del resto già nell'835 il Liber pontificalis designava per il mausoleo come Aecclesia Sanctae Costantiae. Tale ambiguità è un tratto caratteristico dell'edificio, che nelle sue forme architettoniche si rifà prevalentemente a modelli pagani di templi e sepolcri.
Nel 1620 il cardinale Fabrizio Veralli fece eliminare definitivamente la decorazione musiva della cupola (splendida, secondo le testimonianze iconografiche che ci sono giunte), già da tempo in pessimo stato di conservazione, sostituendola con modesti affreschi.
La 
        credenza - tipicamente umanista 
        - secondo la quale l'edificio 
        doveva essere un tempio dedicato 
        a Bacco, fece sì che esso 
        divenne, nel XVII secolo, 
        un ritrovo di artisti fiamminghi, 
        riuniti in un'associazione chiamata 
        Bentvogels (uccelli della 
        banda). In occasione dell'ammissione 
        di un nuovo membro nell'associazione, 
        si celebrava una "festa 
        del battesimo": dopo aver 
        fatto bagordi per tutta la notte, 
        all'alba i bentvogels 
        si recavano al cosiddetto Sepolcro 
        di Bacco (cioè il sepolcro 
        di porfido che si trova all'interno 
        del mausoleo), per un'ultima 
        libagione. Molti dei loro nomi 
        sono rimasti amcora incisi sugli 
        affreschi delle nicchie.
Nel 1720 Clemente XI proibì quest'uso paganeggiante dell'edificio.
Nel corso di una campagna di scavi nella zona occidentale del nartece e nell'esedra ovest del mausoleo (Stanley, 1992), sono state trovate numerose tombe d'età tardoantica e medievale, tra cui due "sepolture privilegiate". Inoltre sono stati rinvenuti resti di una struttura triconca, che faceva parte che faceva parte dell'originario impianto della basilica cimiteriale, databile tra il 340 e il 350 d.C.
(per le strutture triconche, consulta questa pagina).
L'ipotesi formulata è che l'edificio svolgesse la funzione di martyrium per la venerazione di S. Agnese, e che di conseguenza Costanza sarebbe stata sepolta altrove: per l'esattezza, in una struttura absidata al centro della basilica costantiniana.
Vedi anche: Fusco.