مهمترين زيارتگاه شهر سامرا مرقد مطهر دو امام همام يعني حضرت امام هادي ( عليه السلام ) و فرزند برومندشان امام حسن عسكري ( عليه السلام ) مي‌باشد كه داراي حرم و بارگاهي مجلل با گنبدي طلايي است كه از دور دستها قابل مشاهده است وكنار اين گنبد طلايي گنبد ديگري قرار دارد كه كاشيكاري شده است وآن محل مشهد صاحب الزمان ( عليه السلام ) و سرداب عبادت آن حضرت است و در زيرگنبد مذكور مسجد بزرگي قرار دارد. در زمان گذشته، مكان سرداب فضاي محدود وبسته اي بود كه تنها تعداد كمي اززائران موفق به اداي نماز و زيارت در آن مكان مي شدند اما در حال حاضر زير زمين صحن حرم مطهر در مجاورت اين سرداب به مسجد بزرگي تبديل شده كه صدها زائر مي توانند در آن مكان همزمان به اداي نماز جماعت و عبادت مشغول گردند.
در حرم مطهر عسكريين و از داخل فضاي ضريح چند قبر مطهر مشاهده مي شود. اولين قبر مطهراز طرف قبله، قبر مطهر امام هادي (ع) و دومين آن قبر مطهر امام عسكري (ع) و سومين قبرمربوط به مزار حضرت نرجس خاتون (س) است. در پايين پاي امام هادي و امام عسكري (عليهما السلام)، قبر شريف حضرت حكيمه خاتون (س) قرار گرفته است. قبر حسين، فرزند امام هادي (ع) نيز در اين محدوده جاي دارد. حضرت حكيمه خاتون دختر امام جواد (ع) بانويي بسيار عظيم الشان و دانشمند و فرزانه است كه براي مدتي عهده دار نيابت خاصه امام زمان(ع) بود. ديگر بانوي شرافتمندي كه در اين مكان مقدس آرميده است، مادر بزرگوار امام حسن عسكري (ع) است. امام هادي (ع) درباره اين بانو چنين اظهار نظر فرموده است: «او از تمامي آفتها و امراض و پليدي ها و ناپاكيها پيراسته است.» اين بانو در زمان غيبت صغري مرجع و پاسخ دهنده پرسشهاي شيعيان بود. و چون از دنيا رفت، به دستور امام زمان (ع) در همين مكان مطهر دفن شد. بانوي بزرگوار ديگري كه در اين بقعه ملكوتي مدفون است، مادر گرامي حضرت مهدي (ع) است. او از فرزندان شمعون، وصي حضرت عيسي (ع) به شمار مي رود. از ديگر قبور مطهر اين حرم، قبر امامزاده جليل القدر حضرت حسين بن علي الهادي (ع) است. مورخان از او به عنوان عابد و زاهدي نام برده اند كه به امامت برادر بزرگوارش حضرت عسكري (ع) اقرار و اعتراف داشت. افزون بر اين، در اين مكان مقدس گروهي ديگر از اولياي الهي و علماي ازجمند شيعي و پادشاهان و بزرگاني كه به خاندان عصمت و طهارت ارادت داشته اند نيز مدفونند. به نوشته برخي از مورخان، محل حرم مطهر نخست خانه فردي مسيحي به نام دليل بن يعقوب بود. وقتي حضرت امام هادي (ع) به اين شهر آورده شد، اين خانه را خريد و در آن اقامت گزيد. و چون از دنيا رفت، در همين خانه دفن شد. امام عسكري (ع) نيز در همين خانه زندگي كرد و در آن به خاك سپرده شد. پس از امام عسكري (ع) حضرت نرجس خاتون، مادر حضرت مهدي (ع) درگذشت و در پشت سر امام عسكري (ع) مدفون شد. سپس حكيمه، دختر امام جواد (ع)، رحلت كرد و در پايين پاي امام هادي و عسكري (عليهما السلام) به خاك سپرده شد. پس از او مادر امام عسكري (ع) وفات يافت و در كنار آنان دفن گرديد. پس از او، حسين فرزند امام هادي (ع) دار دنيا را وداع گفت و در اينجا در خاك آرميد.
دو امام همام پس از شهادت در منزلشان به خاك سپرده شدند و تا سالها شيعيان براي زيارت به اين خانه مي‌آمدند، اين خانه دركنارمسجدي بود كه گويند محل نماز خواندن آن دو امام ( عليه السلام ) بود و وقتيكه در خانه مذكور بسته بود شيعيان در پشت پنجره خانه تجمع مي‌كردند وآن حضرات را زيارت مي‌كردند و سپس به مسجد مذكور مي رفتند و نماز زيارت مي‌خواندند و سالها اين وضعيت ادامه داشت وگويند اولين كسي كه بر سر قبور مطهر اين امامان گنبدي ساخت، ناصر الدوله حمداني بود كه در سال 333هـ ق گنبدي بر سر قبرآنان بنا نمود و اين گنبد بارها تجديد بنا و ترميم گرديد تا اينكه عاقبت در قرن دوازدهم به همت حكمران خوي (احمد دنبلي خوئي، متوفي سال1200هـ ق) و با هزينه زيادي صحن اين دو امام( عليه السلام ) بطوريكه امروز موجود است بنا شد و براي آن روضه، رواق، گنبد وگلدسته ساخت، براي سرداب مطهر نيز صحن جداگانه‌اي با ايوان و راه و پله‌اي جدا همچنين براي زنان دهليز و سردابي مستقل ساخت. در سال 1285هـ ق ناصرالدين شاه دستور داد تا گنبد حرم مطهر را طلاكاري كنند . دركنار اين گنبد دوگلدسته طلايي قرار دارند كه البته بعداز تخريب بازسازي شده است . در زيرگنبد حرم مطهر، ضريح نقره‌اي زيبايي قرار داشت كه ساخته هنرمندان اصفهاني در دهه شصت ميلادي بود و قراراست ضريح جديد حرم بعداز عمليات لازم نصب گردد.