Den 46-åriga sångaren och låtskrivaren fördes bort från sitt hem i Istanbul för förhör och greps formellt sent i torsdags.
Anklagelserna bygger på ett skämt som Gülsen gjorde under en konsert i Istanbul i april, när hon sade att en av hennes musikers "perversion" berodde på att personen gått i en religiös skola.
Ett videoklipp av skämtet började nyligen cirkulera på sociala medier, med en hashtag som uppmanade till hennes gripande. Gülsen har bett om ursäkt för kommentaren, men säger att den lyfts av de som vill fördjupa polariseringen i landet.
Upprördhet på sociala medier
Gripandet har skapat upprördhet på sociala medier. Regeringskritiker säger att det är ett försök av Turkiets president Recep Tayyip Erdogan att stärka sitt stöd bland religiösa och konservativa inför valet som hålls om tio månader.
Artisten nekar till anklagelserna om att hon uppviglat till hat och fiendskap, och säger att hon har "oändlig respekt för värderingarna" i Turkiet, rapporterar den statliga nyhetsbyrån Anadolu.
Gülsens förfrågan om att bli frisläppt från häktet i väntan på utfallet av en rättegång har avslagits.
Oppositionsledaren Kemal Kilicdaroglu uppmanar myndigheterna att släppa sångaren. "Förråd inte lagen och rättvisan; släpp artisten nu!", skriver han på Twitter.
"Uppvigling inte konstform"
Omer Celik, som är talesperson för Erdogans parti AKP, verkar försvara gripandet. Han säger att "uppvigling till hat är inte en konstform".
"Att rikta in sig på en del av samhället med anklagelserna om 'perversion' för att försöka polarisera Turkiet är ett hatbrott och en skam för mänskligheten", twittrar han.
Erdogan och många av medlemmarna i hans regeringsparti har gått i religiösa skolor, som ursprungligen inrättades för att utbilda imamer. Antalet religiösa skolor i Turkiet har ökat under Erdogans tid. Han har lovat att fostra en "from generation".