帕特农神庙是供奉雅典娜女神的最大神殿，帕特农原意为贞女，是雅典娜的别名。此庙不仅规模最宏伟，坐落在卫城中央最高处，庙内还存放一尊黄金象牙镶嵌的全希腊最高大的雅典娜女神像。它从公元前447年开始兴建，9年后大庙封顶，又用6年之后各项雕刻也告完成。但1687年威尼斯人与土耳其人作战时，神庙遭到破坏。19世纪下半叶，曾对神庙进行过部分修复，已无法恢复原貌，现仅留有一座石柱林立的外壳。
帕特农神庙呈长方形，庙内有前殿、正殿和后殿。神庙基座占地面积达2300平方英尺，有半个足球场那么大，46根高达34英尺的大理石柱撑起了神庙。帕特农神庙的设计代表了全希腊建筑艺术的最高水平。从外貌看，它气宇非凡，光彩照人，细部加工也精细无比。它在继承传统的基础上又作了许多创新，事无巨细皆精益求精，由此成为古代建筑最伟大的典范之作。
它采取八柱的多立克式，东西两面是8根柱子，南北两侧则是17根，东西宽31米，南北长70米。东西两立面山墙顶部距离地面19米，也就是说，其立面高与宽的比例为19:31，接近希腊人喜爱的“黄金分割比”，难怪它让人觉得优美无比。柱高10.5米，柱底直径近2米，即其高宽比超过了5，比古风时期多利亚柱式通常采用的4比1的高宽比大了不少，柱身也相应颀长秀挺了一些。这反映了多拉克柱式走向古代规范的总趋势。
帕特农神庙为雅典城邦守护神雅典娜而建的祭殿。神庙背西朝东，耸立于3层台阶上，玉阶巨柱，画栋镂檐，遍饰浮雕，蔚为壮观。整个庙宇由凿有凹槽的46根大理石柱环绕。潘太里科大理石色白，相对帕罗斯岛上的优质大理石来说略显粗糙，所以这里的帕罗斯大理石仅供雕塑使用，光滑和无瑕的质地使它显得尤为珍贵。
柱间的用大理石砌成的92堵殿墙上，雕刻着栩栩如生的各种神像和珍禽异兽。神庙有两个主殿：祭殿和女神殿，从神庙前门可进祭殿，踏后门可入女神殿。在东边的人字墙上的一组浮雕，镌刻着智慧女神雅典娜从万神之王宙斯头里诞生的生动图案；在西边的人字墙上雕绘着雅典娜与海神波塞冬争当雅典守护神的场面。传说她和海神波塞冬争夺这座城市。
祭殿的外面的腰线上镂着雅典娜节日的游行盛况：有欢快的青年、美丽的少女、拨琴的乐师、献祭的动物和主事的祭司。在帕特农神庙里，原来还供奉着一尊高达12米的雅典娜女神的雕像。神像设计灵巧，可以搬动或转移隐蔽。形象是这样的；她站立着，长矛靠在肩上，盾牌放在身边，右手托着一个黄金和象牙雕的胜利之神
黄金制造的头盔、胸甲、袍服色泽华贵沉稳，象牙雕刻的脸孔、手脚、臂膀显出柔和的色调，宝石镶嵌的眼睛炯炯发亮……雕塑家在作品完成之后，将之交到了当时最杰出的画家手中，因为他认为“画家的最后笔触能给神像增添宗教色彩”。这座由古希腊最伟大的雕刻家菲迪亚斯精制作的艺术珍品，在公元146年被东罗马帝国的皇帝掳走，人们只能根据古罗马时代的小型仿制品约略想象她的英姿。
帕特农神庙几经天灾人祸，真是历尽人间沧桑。393年它被改作基督教堂。在土耳其统治时期，它又成了伊斯兰的寺院。1687年威尼斯军队炮轰城堡，引爆了土耳其人堆放在神庙里的炸药，把庙顶和殿墙全部炸塌。19世纪初，英国驻君士坦丁堡的大使额尔金，雇用工匠，把表现雅典娜勋业的巨型大理石浮雕群像劫走。这批稀世之珍，有些在锯凿过程中破碎损毁，有些因航海遇难而沉入海底，幸存的至今仍陈列在英法等国的博物馆里。
神庙的92块间板浮雕，则用神话传说中希腊人与异族斗争并取得胜利的故事作题材，大概是比喻希腊与波斯的那场生死存亡的战争。由于间板是四方形的，每块浮雕一般只刻一幅厮杀图景。除了帕特农神庙外，卫城的另外两个小建筑规模虽小，却各有特色。作为卫城唯一入口的门厅并不强调森严，而只注意形象。
神庙始建于公元前447年，正式启用是在公元前438年，完全用白色大理石砌成，借着盛大的帕那太耐节奉献给雅典娜。帕特农神庙是希腊全盛时期建筑与雕刻的主要代表，有“希腊国宝”之称，也是人类艺术宝库中一颗璀璨的明珠。
