حمام شیخ بهایی که به حمام اسرار آمیز اصفهان شهرت دارد معروف ترین حمام این شهر می باشد. این حمام که در خیابان عبد الرزاق، کوچه شیخ بهایی واقع شده، یادگار دوره صفویان بوده و به دستور شاه عباس اول توسط شیخ بهایی ساخته شده است. شیخ بهایی از بزرگ ترین دانشمندان عصر صفویان بوده است که در علوم فلسفه، منطق، هیئت و ریاضیات تبحر خاصی داشت. مجموعه تالیفات به جای مانده از شیخ بهایی حدود ۸۸ کتاب و رساله است. شیخ بهایی طبق وصیتش در حرم امام رضا (ع) در شهر مشهد به خاک سپرده شده است.
حمام شیخ بهایی دو سربینه مردانه و زنانه دارد و در داخل آن استخر، چند خزینه و آب انبار به چشم می خورد. درسته که معماری کلی حمام به مانند حمام های دیگر ایران است اما با حمام های دیگر یک تفاوت بزرگ دارد و آن هم نوع آتش خانه و روش گرم شدن آب است. در واقع، چیزی که این حمام را خاص و متفاوت کرده سیستم گرمایشی آن است؛ ویژگی منحصر به فرد که سبب شکل گیری داستان ها و افسانه های زیادی درباره حمام شده است. قوانین فیزیک و شیمی سیستم گرمایشی عجیبی را برای این حمام ایجاد کرده به طوری که تا همین دوره های پیش آب حمام فقط توسط یک شعله به جوش می آمد که البته امروز دیگر این شعله خاموش شده است.
در خصوص آشکار سازی راز چگونگی گرم شدن این حمام تحقیقات بسیاری صورت گرفته است. بعضی معتقدند که سیستم لوله کشی این حمام متفاوت است و از گاز های فاضلاب مثل متان و اکسید های گوگردی به روش مکش طبیعی به سمت مشعل خزینه حمام جاری می شدند تا در حکم منبع گرما در مشعل بسوزند، شاید هم این گازها به طور مستقیم از مواد زاید دفع شده برای استفاده در حمام جمع آوری می شدند. محقق دیگری فرضیه ای ارایه داده مبنی بر این که منبع آب این حمام از جنس طلا بوده و از آن جایی که طلا رسانا ترین فلز برای انتقال گرما می باشد، با حرارتی کم انرژی بسیار زیادی تولید می نموده است. عده ای دیگر نیز عقیده دارند از آن جایی که این حمام در جوار عصارخانه جماله می باشد، برخی گمانه زنی ها حاکی از آن است که سوخت حمام از روغن عصارخانه تامین می شده است.
حمام شیخ بهایی در 29 تیر ماه سال 1377 با شماره ثبت 2063 در فهرست آثار ملی ایران به ثبت رسیده است.