Tartust 13 kilomeetrit loodes, Amme jõe alamjooksul paiknenud Kärkna klooster oli Eesti vanim ja suurim. Kloostri asustas 1228. aastal Tartu piiskopkonna esimene piiskop Hermann, kes veetis siin ka oma vanaduspäevad ning on maetud kloostri kalmistule. Juba 1234. aastal oli kloostris mingi hoonestus olemas, sest siis purustasid kloostri Vene väed. Peagi purustused aga taastati ning ehitustööd jätkusid. Saksakeelse nime Falkenau järgi on eestikeelses kirjanduses kloostrit nimetatud vahel ka Valkena kloostriks.

Klooster ehitati välja 100x120 meetri suuruse korrapärase kastell-linnusena, mille lõunakülg ulatus Amme jõe kaldale. Ümber kastelli kaevati vallikraav, kuhu suunati vesiveskiga üles paisutatud Amme jõe veed. Vesiveski - tõenäoliselt Eesti üks vanimaid vesiveskeid - ehitati kloostri edelanurga lähedale Amme jõele.

Kastell-linnuse keskosas paiknes kloostri konvendihoone tüüpi ruudukujuline peahoone, ligikaudsete mõõtmetega 50x50 meetrit. See koosnes ümber sisehoovi paiknevatest ehitistest, millede sisehoovi poolne serv oli varustatud võlvitud ristikäikudega. Kloostri põhjatiiva hõlmas kogupikkuses viie võlvikuga kirik. Kiriku all paiknes keldriruumina kaks korda väiksemate võlvidega kahelööviline allkirik. Kloostri idatiivas asusid kirikuga külgnev kabel ning arvatavasti ka teised kloostri tähtsamad ruumid. Lääne- ja lõunatiivad koosnesid tõenäoliselt enamikus majandusruumidest.

Kastelli välismüüri kirdenurgas paiknes väike Miikaeli ehk Tiesenhauseni kabel. Selle uks avanes väljapoole kastelli müüre, olles niiviisi arvatavasti avatud kõigile külastajatele, sh kohalikele elanikele ja palveränduritele. Kastelli lõunatiivas paiknesid vastu välismüüri mitmesugused majandushooned. 15.-16. sajandil püstitati kloostri loodenurka ümar suurtükitorn, läänekülje keskossa aga väikeste ümartornidega väravaehitis.

Oma õitseaegadel 14.-15. sajandil elas kloostris arvatavasti 40 munga ringis, sellele lisaks veel ilmikvennad ning palgatöölised, kelle kätte olid usaldatud kloostri majapidamistööd. Klooster lõpetas oma tegevuse 1558. aastal Liivi sõjas, mil ta vallutasid Vene väed. Kloostrihooned purustati ning osa munki - sh kloostri ülem ehk abt - küüditati Venemaale.

Hiljem muutus klooster kivimurruks, kust käidi ehitusmaterjale hankimas. Veel 17. sajandil, mil koostati mitmed kloostri plaanid, olid varemed arvatavasti ulatuslikult säilinud. Kloostrihoonetele sai tõenäoliselt saatuslikuks 18. sajand, mil esmalt rajati Tartusse Toomemäele võimsad muldkindlustused, hiljem hoogustus linnas aga kivihoonete ehitus. Kui toona lammutati isegi sedavõrd raskelt ligipääsetavad asjad nagu toomkiriku tornide ülaosad, siis arvatavasti käidi materjali toomas ka Kärkna kloostri varemetest. Toona säilis - õigemini öeldes ehitati uuesti üles - kloostri vesiveski, mis kuulus kloostrist kirdes paiknevale Kärkna riigimõisale.

Kaasajal on kloostrivaremetest säilinud madalad, peamiselt rusuküngastesse peituvad müüriosad. Vaid üksikutes kohtades on need mitme meetri kõrgused. Viimastel aastatel on need võsast puhastatud, samuti on välja kaevatud osa Miikaeli kabeli müüre. Kloostri lõunatiiva kohal Amme jõe ääres paiknevad eravaldusena sinna vahepeal tekkinud kaks talumajapidamist, mis kloostrivaremete terviklikkust mõnevõrra rikuvad.

Kloostri hävimise järel tekkis samasse paikkonda riigimõis. Mõisa keskus rajati kloostrist poolteist kilomeetrit kirdesse teeristi, väheldase künka otsa. Kaasajaks on mõisasüda täielikult hävinud, kuna mõisahooned olid püstitatud kruusakünkale, mis on ehitusmaterjalina ära veetud.

Ajaloolise jaotuse järgi Tartumaale Äksi kihelkonda kuulunud mõis jääb kaasajal Tartumaale Tartu valla territooriumile.