امامزاده یحیی در محله‌ای به همین نام در حاشیه شمالی بلوار آیت‌الله مدنی شهر همدان قرار دارد.
این بنا دارای دو ورودی می‌باشد كه یك درِ آن به داخل كوچه و درِ دیگر به بلوار باز می‌شود. ورودی اصلی این امامزاده در ضلع غربی دارای سردری قوس‌دار و دو مناره ساده است. در هنگام ورود به حیاط، طاق‌نمای زیبای ورودی امامزاده دیده می‌شود كه دور تا دور آن آینه‌كاری شده اما در برخی قسمت‌ها از بین رفته است. در چهار گوشه جبهه خارجی ساختمان مقبره، راه‌پله‌هایی برای دسترسی به حجره‌های طبقه دوم و پشت‌بام وجود دارد.
بقعه در وسط حیاطی بزرگ و مستطیل شكل قرار دارد كه دیواره‌های شمالی، جنوبی و شرقی، آن را محصور كرده‌اند. مقبره دارای پلان مستطیل شكل و دوطبقه است و در هر ضلع آن ایوانی كشیده شده است كه با یك ورودی قوس‌دار به داخل بقعه راه می‌یابد. ورودی اصلی كه در ایوان غربی قرار دارد، آینه‌كاری شده است و در آن اشعاری از محتشم كاشانی و ذكر نام پنج تن و تاریخ ۱۳۰۶ به چشم می‌خورد. داخل بقعه، حرم مربع شكل بزرگی به ابعاد ۶ متر در وسط قرار دارد. در میان حرم، ضریح چوبی به طول ۲۶۰ و عرض ۱۸۲ و ارتفاع ۱۰۸ سانتیمتر روی پایه مرمری از سنگ‌های قدیمی قرار دارد كه در حدود ۱۵ سانتیمتر ارتفاع دارد. در داخل ضریح صندوقی به طول ۱۷۴ سانتیمتر و عرض ۱ متر با ارتفاع ۱۰۴ سانتیمتر قرار گرفته است. در دو سوی طول صندوق، منبت‌كاری‌های زیبایی انجام شده كه به قرن‌های هشتم و نهم هجری قمری مربوط است.
در كتیبه‌های این بنا نوشته‌ای كه مشخص كننده صاحب بقعه و زمان احداث آن باشد، دیده نمی‌شود و بر روی قبر امامزاده نیز، سنگ نوشته‌ای وجود ندارد اما بر اساس سنگ عقیق مرمرینی كه چند سال پیش از زیر خاك بیرون آورده شد و اكنون بر روی دیوار بقعه نصب شده است، صاحب مزار یحیی نام دارد.
با توجه به تزئینات بنا، به نظر می‌رسد این بنا از آثار سده‌های هشتم تا دهم هجری قمری است و رواق آن را در دوره صفویه بر اطراف آن افزوده‌اند. دیواركشی حیاط و ایجاد طاق‌نماهایی در دیوارها و آینه‌كاری‌‌های آن نیز در دوره قاجاریه انجام شده است.
نسب این امامزاده با هشت واسطه به امام حسن مجتبی(ع) می‌رسد.
در سمت شرقی حیاط مسجدی است با شبستان بزرگ كه قبلاً جزو حیاط زیارتگاه بوده است. بنای این مسجد از آثار دوره صفویه است. بنا به اظهار‌نظر امامان جماعت مسجد، در سمت غربی حیاط امامزاده، غسالخانه‌ای بوده است كه آب آن از چشمه‌ای به نام «چشمه خانم یزدی» تأمین می‌شد كه تا اواخر دوره قاجار چشمه و غسالخانه وجود داشت.
