雅典卫城主体建筑，为了歌颂雅典战胜波斯侵略者的胜利而建，据说设计这座神庙的建筑师为伊克梯诺（lctinus）和卡里克利特（Callicrates）。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（菲迪亚斯亲手制作）。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。
外貌
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2300平方英尺，有半个足球场那么大，46根高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（全庙的门面）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（三种希腊古典建筑柱式中最简单的一种）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。
2019年11月20日，在希腊首都雅典，帕特农神庙点亮蓝色灯光纪念世界儿童日。
命名
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。
雕刻
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，幸存的仍陈列在英法等国的博物馆里。
内部
神庙的内部，既遵循多利亚柱式的惯例，安排得很简单，又主题突出，庄重宏伟。与一般神庙相同，殿堂均分为前后两间，前厅安置神像，后库存放祭品和财物。帕特农神庙的前厅安置着菲迪亚斯制作的黄金象牙雕的雅典娜巨像，高达12米。为配合这尊巨像，前厅用两层多利亚的柱列围绕巨像的左右和后方。上承屋顶，旁开空廊，更衬托出巨像的高大，而它们的檐部也大大简化，只有额枋而没有三陇板和间板。像之前方直到大门为一片空白，不置任何杂物，却在靠近巨像基座处挖出一个长方形水池，利用池中之水反射从大门而来的阳光，使金光闪烁的巨像更显富丽堂皇。和前厅隔开的后库则是真正的宝库，用来存放雅典海上同盟各邦交纳的贡金。廊前列雕花铁栅，库房用四根柱子支撑，不过柱子是爱奥尼亚式而非前厅所用的多利亚式。这一方面适应了同盟各邦主要属于爱奥尼亚地区的情况，同时也反映了神庙设计思想的一大特点，即按伯里克利所宣扬的“雅典是全希腊的学校”的思想，把两种柱身容于一身。
建筑风格
帕特农神庙特别讲究“视觉矫正”的加工，使本来是直线的部分略呈曲线或内倾，因而看起来更有弹力，更觉生动。这种视觉矫正以前在多利亚柱式中就已经注意到了，比如柱身的减杀就是如此。在帕特农神庙中，这种矫正发挥到了无微不至的地步。据研究，这类矫正多达10处之多。比如，此庙四边基石的直线就略作矫正，中央比两端略高，看起来反而更接近直线，避免了纯粹直线所带来的生硬和呆板。相应地，檐部也作了细微调整。在柱子的排列上，也并非全都垂直并列，东西两面各8根柱子中，只有中央两根真正垂直于地面，其余都向中央略微倾斜；边角的柱子与邻近的柱子之间的距离比中央两柱子之间的距离要小，柱身也更加粗壮（底径为1.944米，而不是其他柱子的1.905米）。
这样处理的原因是，边角柱处于外部的明亮背景，而其余柱子的背景是较暗的墙壁，人的视觉习惯会把尺寸相同的柱子在暗背景上看得较粗，亮处则较细，视觉矫正就是要反其道而行，把亮处的柱子加粗，看起来就一致了。同样，内廊的柱子较细，凹槽却更多。山墙也不是绝对垂直，而是略微内倾，以免站在地面的观察者有立墙外倾之感。装饰浮雕与雕像则向外倾斜，以方便观众欣赏。如此等等，说起来已烦琐，艺术家、设计者和工匠为此花费的时间、精力就更大了。人们仍能从饱经沧桑的神庙看出精微矫正的痕迹和出神入化的效果，这真是文明的奇迹。
装饰
在装饰方面，本来前厅外围的柱子都是多利亚式的，但檐壁却不用三陇板与间板，而是用一条爱奥尼亚式的装饰带，以浮雕表现雅典人民庆祝大雅典娜节的盛况。这条浮雕带从门廊延伸到南北两面墙上，绕行一周，连为一体。总长160米，人物超过500个。它第一次在神庙主要浮雕上直接表现雅典公民群众和现实社会活动，其构思之大胆也是空前的，反映了雅典民主政治在希波战争后的进一步发展。
帕特农神庙在古典建筑艺术中之所以成为典范，不仅仅在于它的建筑，更重要的是其雕刻。雅典娜巨像现已丝毫不存，据古人的描述，它实为木胎，黄金象牙只起镶嵌作用，大概肌肤用象牙，衣冠武器则贴以黄金。此类贵重的雕像通常是小型的，雅典把它做成12米高的庞然大物，无非是为了显示雅典财富的充盈。
浮雕
神庙浮雕的精美和丰富毫不亚于其雕像。那条长达160米的浮雕带一气呵成，气韵生动，历来被认为是希腊浮雕的杰作。它以表现大雅典娜节游行庆祝活动为主题，第一次把普通公民的形象堂而皇之地列于庙堂之上。这种每隔4年举行一次的大游行从雅典西边的狄甫隆城区开始，然后经过陶区，穿过市场，最后登上卫城。游行的核心内容就是把雅典少年精心编织的一件新袍献给雅典娜。艺术家把160米长的浮雕正好用来表现从游行开始到献袍的全过程。起点在庙西南角上，这儿表现公民群众准备跨鞍上马，然后在长长的南墙和北墙上表现公民游行队伍，其中以骑在马上的青年公民为主。在南北两墙东端转角处，游行队伍开始接近神庙入口，意味着人们已经到达了终点，神圣的卫城，浮雕的内容也由欢呼雀跃而转变为庄重肃静，迈着轻缓步伐的少年们逐渐走向卫城中心。浮雕的终点直接位于神庙的大门，此处特别安排了坐在椅子上观看游行的诸位天神，意味着众神都应邀前来与雅典人同庆佳节。
在现存的浮雕中，仍然可以看出浮雕的鬼斧神工之处。特别是雅典青年骑马游行的大段浮雕，无论是昂首前奔的骏马还是执缰坐鞍的青年，都刻画得生气怏然。人的体态、马的运动以及飘扬的衣襟都处理得恰到好处。激烈运动和兴高采烈之中又饱含着端庄典雅之美。更可贵的是，数以百计的人和马的形象竟然没有一个是雷同的。他们在向前行进的态势中有跳跃、飞奔、暂歇、举步、备鞍等各种动作，更不必说身形面容、个性气质等差异了。整个浮雕有如一首壮丽的交响乐。
相比之下，从容缓步的少女则带有一种安静庄重、雍容华贵的古典风韵，后人把它形容为“伟大的单纯和静穆的壮伟”。少女们或单独或结伴而行，还有男性长者对她们指引训示。通过细密如丝线的衣褶，艺术家把原本单调的构图处理得满壁生辉，突出了少女们文静贤淑的风度和坚实健美的体形，有把她们表现得如同圆柱的凹凸纹一般挺直，使浮雕带从南北两面汹涌而来的游行队伍由喧嚣一转而为叩拜入殿时的虔诚肃穆。
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。作为卫城入口的门厅并不强调森严，而只注意形象。
