Architektura thumb|Plan Partenonu:1. Pronaos;2. Naos;3. Posąg Ateny Partenos;4. Opistodomos;5. Opistonaos. thumb|Porządek dorycki – schemat Świątynia została wzniesiona z białego marmuru pentelickiego w zgodzie z porządkiem doryckim w momencie szczytowego rozwoju tego porządku. Jest to jedna z największych świątyń okresu klasycznego.
Partenon stanął na stylobacie o wymiarach 69,50 × 30,88 m. Zbudowany został na planie peripterosu – za pronaosem (przedsionkiem) znajduje się naos a za nim, na zachodzie, opistonaos.
Naos był podzielony na dwie nierówne części – w pierwszej, większej, wschodniej części, przed dwupoziomową kolumnadą w kształcie Π otaczającą wnętrze z trzech stron, umieszczony był wysoki na prawie 13 m posąg Ateny Partenos, wykonany przez Fidiasza w technice chryzelefantynowej. Część ta była szeroka na niespotykane wcześniej 20 m, by zapewnić odpowiednią przestrzeń dla posągu. Po raz pierwszy w świątyni zastosowano okna – dwa otwory umieszczono po obydwu stronach, by odpowiednio oświetlić posąg. W drugiej części znajdował się opistodomos – jego dach podtrzymywały cztery kolumny jońskie – tutaj od 433 roku p.n.e. znajdował się skarbiec Aten.
Całość otaczała kolumnada złożona z 46 kolumn (po 17 na dłuższych bokach i po 8 na krótszych) o 20 kanelurach.