کاروانسرای خانات را به اواخر دوران ناصرالدین شاه قاجار و سال‌های حدود ۱۳۰۰ هجری قمری نسبت داده‌اند. کاروانسرا در جوار جاده برون‌شهری تهران یعنی «جاده حضرت عبدالعظیم» بنا گردید که آن زمان از خارج بافت تهران قرار داشته‌است. عمارت کاروانسرای خانات، بزرگترین بنا در نوع خود در داخل بافت مرکزی شهر تهران و همچنین داخل بافت تاریخی بوده که فاقد حریم مصوب می‌باشد.