Kale Hamamı Harput Mahallesinde, I. Derece Arkeolojik Sit Alanında Harput Kalesi’nin kuzeyinde yer almaktadır.  “Bu hamam kale meydanında, kaleye karşı ve tam meydana inilen geniş caddenin karşısında ve Fransız mektebinin sağ üst yanındaydı (Sunguroğlu, 2013: 364).  Kale Hamının kitabesi olmadığı için hangi dönemde kimler tarafından yapıldığı bilinmemektedir.  Hamamın tarihi ile ilgili H. 1044 / M. 1634 tarihli bir vesika kaynaklarda geçmektedir. 17. yy ilk çeyreği olduğu muhtemeldir. Kesin olan şudur ki hamam 1634 yılında faaliyetteydi.

Yapı batı-doğu doğrultusunda uzanan, dikdörtgen planlı dört eyvan ve dört köşe halvet hücreli hamam tipolojisine uygun bir mimariye sahiptir. Bölümleri, batıdan; soyunmalık (soğukluk),  kuzey köşesinde su kaynağı, ılıklık, dört eyvanlı köşe halvet hücreli sıcaklık, su deposu, külhan ve odunluk olarak sıralanmıştır. Hamamın cümle kapısı güneyde bulunmakta fakat kapı yıkık durumdadır. Giriş mekânına yapılan sondaj ile hamama birkaç basamakla girildiği anlaşılmaktadır. Giriş holünün sağında hamamcı odası ve hemen girişi karşılayan geçişle soyunmalık ana mekânına ulaşılmaktadır. Hamamcı odası dikdörtgen bir plana sahip ve tonoz örtülüdür.

Güneye bakan iki küçük pencere boşluğu yer almaktadır. Soyunmalık bölümünde kubbede aydınlık fenerinin olduğu yer çökmüştür. Soyunmalık mekânında sonradan dabakhane olarak kullanımdan dolayı muhdes taş duvar bölüntüler mevcuttur. Ilıklık bölümü dikdörtgen planlı, dört bölmeden oluşmakta tıraşlık, tuvaletler ve depo olduğu düşünülen bölüm mevcuttur. Sıcaklık, merkezi kubbeli bir mekân etrafında dört eyvan ile köşelerdeki halvet hücrelerinden oluşmaktadır. Külhan; Doğu yönündeki eyvandan küçük bir geçişle külhan bölümüne ulaşılmaktadır. Külhan, odunluk kısmı dikdörtgen planlıdır. Kale Hamamının Elazığ Belediyesi olarak röleve  restitüsyon ve restorasyon projeleri tamamlanmış olup yapının restorasyonu yapılacaktır.