Itamar Ben-Gvir, minister för inrikes säkerhet i Benjamin Netanyahus nya regering, gjorde besöket under stor polisbevakning.
Han har länge propagerat för ett större judiskt tillträde till Tempelberget, som också är en helig plats för muslimer och kristna.
Palestinier har provocerats av ministerns uttalanden och sett dem som ett steg i att Israel möjligen vill ta kontroll över platsen. Besöket tolkas som ytterligare en provokation.
Oroat USA varnar
Nabil Rudeineh, talesperson för Palestinska myndigheten på Västbanken, fördömer besöket och säger att ytterligare provokationer kommer att leda till ökade spänningar, våld och en "explosiv situation", enligt den palestinska nyhetsbyrån Wafa.
Han uppmanar också USA att agera.
Senare under dagen uttryckte amerikanska UD "djup oro" över Ben-Gvirs besök och talespersonen Ned Price konstaterade att det kunde "provocera till våld".
Vita husets pressekreterare Karine Jean-Pierre slog också fast att en förändring av det nuvarande läget för Jerusalems heliga platser är "oacceptabelt".
15-årig pojke död
En talesperson för FN:s generalsekreterare António Guterres uppmanade "alla att avstå från alla steg som skulle kunna öka i och omkring de heliga platserna".
Tidigare under dagen dödades en 15-årig pojke av israelisk militär nära den på Västbanken ockuperade staden Betlehem, enligt det palestinska hälsoministeriet.
Enligt israelisk militär kastades stenar och molotovcocktails mot gränspolisen.
Ben-Gvirs uttalande tidigare i veckan om att han planerade att besöka Tempelberget ledde till kraftfulla reaktioner från den extrema islamiströrelsen Hamas.
Hamas svar
Efter besöket skriver Ben-Gvir på Twitter att platsen är "öppen för alla och om Hamas tror att deras hot kommer att stoppa mig, så borde de förstå att tiderna har förändrats."
Hamas talesperson Hazem Qassem säger att besöket är en fortsättning på en ockupation av "våra heliga platser och ett krig mot vår arabiska identitet".
– Vårt palestinska folk kommer att fortsätta försvara sina heliga platser och al-Aqsamoskén, säger han.