De Tholos is een cirkelvormig bouwwerk binnen het Athena Pronaia complex. Het werd in de 4e eeuw voor Christus gebouwd door de Griekse architect Theodorus Phoceus, hoewel het doel ervan niet bekend is. Het had een ring van hoge zuilen die een koepeldak ondersteunden. In de 1e eeuw voor Christus werd de Tholos beschadigd door een brand. Vandaag kun je 3 van de zuilen zien, die zijn gereconstrueerd, samen met de basis van de tempel en de funderingen.

Bij het heiligdom werden drie tempels gebouwd die gewijd waren aan de godin Athena. De eerste werd gebouwd in de 7e eeuw voor Christus, maar werd verwoest in het begin van de 6e eeuw voor Christus. De tweede tempel, gebouwd in 510 voor Christus, werd beschadigd door een aardbeving. Toen het aan het begin van de 20e eeuw werd opgegraven, waren de ruïnes, waaronder de zuilengalerij, in goede staat bewaard gebleven. Maar een rotsval in 1905 beschadigde de 15 overgebleven zuilen. De derde tempel, gebouwd in 360 v. Chr., viel in puin nadat de Romeinen in de 4e eeuw n. Chr. alle heidense Griekse heiligdommen sloten. Vandaag de dag zijn alleen de fundamenten nog te zien.

Het heiligdom heeft 2 schatkamers: de Dorische Schatkamer en de Schatkamer van de Massaliërs (of Massalioten). De Dorische Schatkamer dateert uit 490-460 voor Christus, maar de bouwers zijn onbekend. De Schatkist van de Massaliërs werd rond 530 voor Christus gebouwd door de stad Marseille (in het huidige Frankrijk) om hun toenemende economische macht aan te geven.

Het tempelgebied van Athena Pronaia bevatte enkele altaren, voornamelijk bedoeld voor offers aan de goden. Ze bevinden zich aan de zuidkant van het heiligdom. Inscripties uit de 5e eeuw onthullen dat ze gewijd waren aan Athena, Zeus, Hygieia (de Griekse godin van gezondheid, hygiëne en genezing) en Eileithyia (de godin van de bevalling).