神庙位于雅典老城区卫城山的中心，坐落在山上的最高点。外形呈长方形，长228英尺，宽101英尺，由46根多立克式环形立柱构成柱廊。神庙的主体为两个大厅，两旁各倚一座有6根多立克圆柱的门厅。

　　东边的门厅通向内殿，殿内原来供奉着巨大的雅典娜女神，但是，这一杰作在公元5世纪失踪。中楣饰带是由92块白色大理石装饰而成的，上面有描述希腊神话的浮雕。东西庙顶的山墙上也有精美的浮雕。巴特农神庙被认为是多立克式建筑艺术的极品，有“希腊国宝”之称。