Построен в 447—438 годах до н. э. архитектором Калликратом по проекту Иктина и украшен в 438—431 годах до н. э. под руководством Фидия при правлении Перикла. В настоящее время находится в полуразрушенном состоянии, ведутся восстановительные работы.
Храм построен целиком из пентелийского мрамора, добывавшегося неподалёку. Во время добычи он имеет белый цвет, но под воздействием лучей солнца желтеет. Северная сторона здания подвергается меньшему облучению — и потому там камень получил серовато-пепельный оттенок, тогда как южные блоки отдают в золотисто-желтоватый окрас. Черепица и стилобат также выполнены из этого мрамора. Колонны сложены из барабанов, скреплённых между собой деревянными пробками и шкворнями.
Кладка осуществлялась без каких-либо растворов или цемента, то есть была сухой. Блоки были правильными квадрами. Они тщательно обтачивались по краям и подгонялись по размеру друг к другу. Внутренняя часть оставалась грубо обработанной, что экономило время и уменьшало затраты на рабочую силу. В самом низу лежали ортостаты — большие квадры, на которых уже располагаются гораздо меньшие камни, составляющие регулярную кладку. По горизонтали блоки соединяли железными скрепами, вставлявшимися в пазы и заливавшимися свинцом. По вертикали связь осуществлялась при помощи железных штырей.
Стоявшая в центре храма и являвшаяся его сакральным центром статуя Афины Парфенос была выполнена самим Фидием. Она была прямостоящая и имела около 11 м в высоту, выполнена в хрисоэлефантинной технике (то есть из золота и слоновой кости на деревянной основе).
Скульптура не сохранилась и известна по различным копиям и многочисленным изображениям на монетах. В одной руке богиня держит Нику, а другой опирается на щит. На щите изображена амазономахия. Существует легенда, что Фидий изобразил на нём себя (в образе Дедала) и Перикла (в образе Тесея), за что (а также по обвинению в краже золота для статуи) попал в тюрьму.
Особенность рельефа на щите состоит в том, что второй и третий план показаны не сзади, а один над другим. Кроме того, его тематика позволяет говорить о том, что это уже исторический рельеф. Ещё один рельеф был на сандалиях Афины. Там изображалась кентавромахия.
