ארכאולוגים שחקרו את המקום הצביעו על הזיקה האדריכלית המובהקת בין המבנה של מערת המכפלה למתחם הר הבית. מבנה נוסף מאותו טיפוס הוא זה שבאלוני ממרא מצפון לחברון. בשלושתם בולטים מאפיינים אדריכליים כגון שימוש באבני ענק, סיתות שוליים, אומנות אחוזות ועוד. הארכאולוג ד"ר יובל ברוך הציע כי המבנה נוסד על ידי הורדוס כמתחם אדומי (של האוכלוסייה האדומית המגוירת), לצד בנייתו של הר הבית בירושלים.
תיאורי הנוסעים.
בנימין מטודלה.
הנוסע רבי בנימין מטודלה ביקר במערה במאה ה-12, וכתב:
נוסעים אחרים במאות ה-15-12.
הרמב"ם ביקר בשנת ד'תתקכ"ו (1165) במערת המכפלה, וקבע את יום הביקור בה כיום טוב לדורו ולזרעו אחריו, כדבריו: "ובאחד בשבת, תשעה לחודש (מרחשון)... עמדתי במערה והתפללתי, שבח לאל יתברך על הכל .. נדרתי שיהיו לי כמו יום טוב ותפילה ושמחה בהם אכילה ושתייה. אלהים יעזרני על כל ויקים לי נדרי לה' אשלם – אמן".
עוד מידע מסר ר' שמואל ב"ר שמשון שהיה במערה בשנת 1210 כי "ירד כ"ד מדרגות למערה, בדרך צר מאד, עד כי יכול לנגוע בסלע מכל צד".
במגילת פירנצה, המתוארכת לעשור השני של המאה ה-14, מתעדת את הנוהג היהודי להתפלל סמוך למדרגה השביעית בגרם המדרגות הסמוך למערה.
גם הנוסע המוסלמי אבן בטוטה עבר בחברון במאה ה-14. הוא נסע לארץ ישראל לאורך חוף הים התיכון והגיע לעיר עזה. משם חצה לרוחב את הארץ והגיע לחברון. בחברון הוא ביקר במערת המכפלה ושאל את האימאם: אם אבות האומה אכן קבורים פה? האימאם השיב שכל המלומדים שפגש מעידים על אמיתות המסורת, אשר עברה בעל פה מדור לדור: "זו מסורת עתיקה ואין ספק בה". האימאם הוסיף גם שלפי מסורת בעל פה, ציווה שלמה המלך על ה"ג'ינים" – השדים שפועלים לפי פקודתו – לבנות את המבנה המפואר שמעל למערת המכפלה.
רבי עובדיה מברטנורא ביקר במערה במאה ה-15 וכתב: "כי הלכתי לחברון וגרתי בה ימים רבים, עד אשר הייתה ישיבתה חביבה עלי כמעט יותר מירושלים, להיות היהודים בה מעט וטובים ואינם כאנשי ירושלים לרוע. והם כעשרים בעלי בתים מכונסים במבוי אחד הסגור עליהם, ולא יעבור ביניהם ישמעאל וטמא. וגם מסורת ביד כל אנשי הארץ, כי הקבורה בחברון טובה מבירושלים. ופה חברון על קבורת האבות בנין ישן נושן מאד מאבנים גדולות, לא יאומן כי יסופר, על הבניין הנושן בנין חדש מהישמעאלים".
משולם מוולטרה.
רבי משולם מוולטרה כתב במסע משולם מוולטרה בארץ-ישראל (1481) כי הוא הגיע לחברון בשיירה עם "שר מערת המכפלה". הנוסע מציין כי עקב תפקידו הרם "כולם אוהבים אותו" ואין חשש מפני הערבים ומפני השודדים. הוא מגיע לחברון, מבקר במערת המכפלה ועורך תרשים של המערה.
בכתביו הוא מספר על חברון, שכמו בעזה, אין לה חומות והיא "עיר טובה". על מערת המכפלה יש מסגד והיהודים אינם מורשים להיכנס למבנה. הם רשאיים להתפלל רק דרך "חלון קטן" ולשם "זורקים מעות ומיני בֹשם". הוא מספר על מנהג מעניין של הערבים. היו נותנים לציבור כל יום מזון הדומה לזה שנתנו "האבות":
בחברון הוא מצא 20 משפחות יהודיות. המשפחות מספרות לו כי הנשים מצליחות להיכנס למסגד, שכן לא מזהים שהן יהודיות בשל הרעלה על פניהן. הנשים מספרות כי על קברי אברהם ושרה בתוך המסגד יש "מנורת זהב עם אבנים טובות" ועל שאר הקברים יש מנורת כסף עם אבנים טובות.
משולם מוולטרה, שהיה "שולחני" במקצוע, מוצא לנכון לספר לנו כי למערה יש הכנסות גדולות מכרמים, זיתים ובתים. ובנוסף לכך, "הישמעאלים המתים לכפרת נפשם ייתנו יותר מה' אלפים דוקטים זהב כל שנה".
נוסעים במאות ה-19-15.
נוסעים נוצרים במאות ה-15–16 מספרים שהכניסה למערה אסורה על היהודים והנוצרים, אולם מותר להם להתפלל מול חלון אחד, שדרכו ניתן לראות את פנים המבנה. גם נוסעים במאה ה-19 מספרים על חור בקיר שממנו יכולים היהודים להביט פנימה. אדוארד רובינסון ועלי סמית מצאו בביקורם ב-1838 את החור בקיר "סתום במכסה מבפנים". הסופר הצרפתי פייר לוטי תיאר את שראה ב-1894:
מרגרט תומאס, אנגליה שהתגוררה בארץ ישראל בשנים 1895–1897, ציינה כי הנוצרים והיהודים "רשאים רק לצעוד צעדים מספר לתוך אחת הדלתות, מקום שם רואים חור בכותל, בו שמים היהודים מכתבים כתובים אל אברהם", וכי ישנו סימון מדויק על אבן שמאחוריה אין רגלם של היהודים רשאית לדרוך.
בעת החדשה.
אתר מערת המכפלה מספר על ביקור שערך במקום האמרי אמת בשנת 1935: האדמו"ר התרעם על האיסור ליהודים להיכנס למערה.
בתמוז תרפ"ט ביקר ביישוב היהודי בחברון האדמו"ר הריי"צ מליובאוויטש. האדמו"ר ביקר בנכסים שהופקעו מידי חב"ד בהם בית רומנו בהשתדלות לייזר-דן סלונים, קיבל האדמו"ר אישור מיוחד להתפלל בתוך מערת המכפלה. יחד איתם נכנסו חתנו שמריהו גוראריה הרב יעקב יוסף סלונים רב העיר, לייזר-דן סלונים, ישראל זיסל דבורץ, ואחיו יצחק – תלמידי ישיבת חברון. ועוד אחד מחסידי האדמו"ר.
בעקבות פרעות תרפ"ט גורשו יהודי חברון ומאז ליהודים לא הייתה כל גישה למערה.
המבנה נבדק ותועד בתקופת המנדט הבריטי על ידי ואנסאן ומקיי שפרסמו את המחקר המקיף ביותר על המקום בספר בצרפתית בשם: "לה חרם אל-חליל".
בשלטון ישראל.
במהלך קיץ 1967 החליט הרב שלמה גורן לקבוע במערת המכפלה ארון קודש ובו ספר תורה, מחשש ששר הביטחון משה דיין יורה להחזיר את המקום לניהול מוסלמי, בדומה להסדר שנקבע בהר הבית. כעבור מספר ימים הודיע דיין לרב גורן כי עליו להסיר את דגל ישראל שנתלה על המבנה, להוציא את ארון הקודש, וכי כל יהודי הנכנס למבנה מחויב לחלוץ נעליו, כמקובל בכניסה למסגד. הרב גורן נאבק בהחלטה זו, ובעקבות מאמציו הושהתה הפקודה.
ב-10 באוקטובר 1968, הפקיעה ישראל מידי הקאדי של חברון את החזקה שלו על מערת המכפלה. זמן קצר לאחר מלחמת ששת הימים נזרקו רימונים על יהודים ששהו בסמוך ל"מדרגה השביעית" ובעקבות כך, ב-1969 הורה אלוף פיקוד מרכז רחבעם זאבי להרוס את המדרגות שסימלו את ההשפלה באיסור כניסת יהודים למערת המכפלה במשך מאות שנים.
גם השלטון הישראלי שאף בתחילה להשאיר על כנו את המקום כמסגד והתיר ליהודים להתפלל במקום רק שעתיים בבוקר ושעה אחת בלבד אחה"צ, כן הייתה אסורה הכניסה על יהודים לאולם יצחק. רק לאחר שנים אחדות בעקבות פעילויות ומאבקים של יחידים דוגמת פרופ' בן ציון טבגר התעוררה תסיסה ציבורית שאפשרה ליהודים תפילה בכל שעות היום בדומה למוסלמים.
בפורים תשנ"ד (25 בפברואר 1994) אירע במערה טבח, שבו רצח ברוך גולדשטיין 29 מוסלמים שהתפללו במקום. לאחר הרצח נסגרה המערה לכניסת יהודים לזמן מה, ומאז חולק המתחם בין המתפללים היהודים לאלו המוסלמים. האולם המרכזי, אולם יצחק ורבקה, פתוח למתפללים מוסלמים בלבד רוב ימות השנה.
ב-7 ביולי 2017 הכריזה אונסק"ו על העיר העתיקה של חברון, הכוללת את מתחם מערת המכפלה, כאתר מורשת עולמי פלסטיני.
על פי נתוני הסיכום השנתי של משמר הגבול במערת המכפלה, בשנת 2019 נכנסו למערת המכפלה כמיליון וחצי מבקרים ומתפללים, מתוכם כ-700,000 יהודים, כ-600,000 מוסלמים, וכ-100,000 תיירים בני לאומים שונים.
כיום פועלים במקום "מוסדות מערת המכפלה" הכוללים: כוללי אברכים, תלמוד תורה, הכנסת אורחים חברון ועוד, ומתקיימים בו עשרות מנייני תפילה בכל יום.
ביוזמת הראשון לציון הרב מרדכי אליהו, מתקיימות במערה עצרות סליחות המוניות בכל שנה בימי הסליחות, ומשתתפים בהן עשרות אלפי איש.
מבנה המערה.
ב חילקו הביזנטים את המבנה שמעל המערה לשניים, ואסרו כניסת יהודים לכנסייה שהוקמה בצד המזרחי שבמבנה. ב, לאחר הכיבוש הערבי המבנה הוסב למסגד. בשנת 1100 – לאחר מסע הצלב הראשון – הסבו הצלבנים את המסגד חזרה לכנסייה, וב הממלוכים שוב הסבו את הכנסייה למסגד. האולם עצמו קיים עד היום והוא האולם הגדול והמפואר שבאולמות התפילה שבמבנה, ומכונה "אולם יצחק", על־שם מצבת קברו של יצחק הנמצאת במרכזו.
כמו כן בנו הממלוכים במתחם המבנה מספר אולמות קטנים נוספים – על מצבות קבריהם של אברהם, שרה, יעקב ולאה. כמו כן מצדו הדרומי של המבנה בנו הממלוכים את אולם יוסופיה (ב כונה "קבר יוסף") ומצדו הצפוני את מסגד אל-ג'וואלי.
המבנה נתון לשליטת ישראל והוא נמצא בחלק H2 של חברון, הנמצא בשליטה ביטחונית ישראלית. את המבנה מאבטחים שוטרי מג"ב, ובמקרים רבים ניסו פלסטינים לדקור שוטרים בשער הכניסה למוסלמים. האתר נמצא במוקד הסכסוך הישראלי-פלסטיני בחברון.
את מערת המכפלה פוקדים מדי יום מאמינים רבים, יהודים ומוסלמים. מתקיימות בו שמחות רבות – חגיגות ברית מילה, בר מצווה ובת מצווה, חתונות ועוד.
לאחר טבח מערת המכפלה, ובעקבות המלצת ועדת שמגר, מתחם המערה חולק לשניים, והשערים שבין החלקים נעולים. כניסת יהודים מתאפשרת מרחבת מערת המכפלה בלבד דרך אולם יוסופיה. האולמות הפתוחים לכניסת יהודים הם אוהל אברהם ושרה, אוהל יעקב ולאה והחצר המרכזית. כניסת מוסלמים למבנה מתאפשרת משביל גישה העובר מצדו המערבי של המבנה, דרך מסגד אל-ג'וואלי ומשם לאולם יצחק. כניסת נוצרים מותרת לשני המתחמים.
במשך 20 ימים בשנה סדרי החלוקה במערה מתבטלים: בעשרה ימים (שני ימים של ראש השנה, יום אחד בעשרת ימי תשובה, יום הכפורים, יומיים בחול המועד סוכות, שבת חיי שרה, יומיים בחול המועד פסח וערב ראש חודש אלול) המבנה כולו פתוח ליהודים, ובכעשרה ימים (מוולד א-נבי, לילת אל-מעראג', ימי שישי של הרמדאן, לילת אל-קדר, עיד אל-פיטר, חג הקורבן וראש השנה ההג'רית) המבנה כולו פתוח לכניסת מוסלמים.
בשנת 2013 התלכדו מועדי לילת אל-קדר וראש חודש אלול, והמנהל האזרחי הורה לפתוח את האתר ליהודים בלבד.