建筑工程是在菲狄亚斯的指导下，由建筑师伊克提诺斯和卡利克拉提斯主持的。神庙用彭忒利科斯山的白色大理石筑成。在长方形三级阶地上，矗立着有46根圆柱的多里斯风格建筑物。圆柱高10.43米。建筑物的两个正面有许多座群雕，这些雕刻品描绘了雅典娜出生的情景（东正面），雅典娜同波塞冬为争夺阿提刻的统治权发生争执的场面（西正面）。在92块檐壁石板（垅间壁）上，刻画出巨灵之战、马人同拉庇泰人的搏斗、马人同阿玛宗人的厮杀特洛伊战争这些画面。圆柱后面的另一檐壁上刻画着
泛雅典娜节的盛大游行——雅典人献送为女神织好的绣袍的大游行。在神庙深处，耸立着一座高12米的镶着象牙和黄金的雅典娜全身像。这座神像同大檐壁一样，被认为是菲狄亚斯的作品。雅典娜像保存了七个多世纪，与公元四世纪遭到破坏。它的造型保留在钱币上。帕尔忒农神庙在中世纪改作教堂，在土耳其人统治时期成了清真寺，后来又成了军火库。1687年，在土耳其--威尼斯战争时期，一颗炸弹落入神庙，引起火药爆炸，造成巨大的破坏。十九世纪初，英国驻土耳其大使埃及金爵士野蛮地卸下了神庙中的一部分雕刻品，运往伦敦（这些雕刻品现藏大英博物馆）。尽管遭到这一系列破坏，帕尔忒农神庙直到今天仍以建筑物的匀称完美和古代建筑大师的高超技艺令人惊叹不止。