Храм возвышался над склоном на высоте своей двухэтажной террасы, оба яруса которой поддерживались стенами. Нижняя стена, которую называли полигональной из-за способа кладки ее внешней поверхности, датируется второй половиной VI века. Она испещрена надписями, в основном постановлениями об освобождении рабов, высеченными в позднюю эпоху. Напротив ее южной стороны располагался портик афинян, в котором находились военные и морские трофеи V века. Перед этим портиком Священная дорога расширяется, образуя небольшую площадь, по форме напоминающую круг: именно здесь каждые восемь лет разыгрывалась священная драма стептерий. Последняя часть Священной дороги, проходившая рядом с треножником, напоминавшим о битве при Платеях, вела к площадке храма, окруженного вотивными приношениями: четыре золотых треножника, посвященных в 480–470 годах Гелоном и Гиероном, тиранами Сиракуз, и их братьями (они были переплавлены в золотые монеты фокейцами во время третьей священной войны), бронзовая пальма, посвященная афинянами после победы при Евримедоне, огромная бронзовая статуя Аполлона Ситалка, высотой более 15 м, и десятки других приношений, в том числе позолоченная статуя куртизанки Фрины, выполненная ее возлюбленным Праксителем. Перед входом в храм, к которому необходимо было пройти по наклонной дороге, стоял алтарь, преподнесенный городом Хиос. Храм, планировка которого была типичной для Греции, был окружен дорической колоннадой с шестью колоннами впереди и пятнадцатью по длинным сторонам, которая образовала четырехугольник со сторонами 24 и 60 м. Каждая колонна в высоту достигала примерно 11 м. Кроме мало понятных конструкций в глубине целлы, предусмотренных для вопрошания оракула, внутренняя планировка была вполне характерной: преддверие, или пронаос, отделенный двумя колоннами между двумя боковыми стенами, далее — большой зал, или целла, где находилась культовая статуя. Эта часть является основным элементом здания, поскольку роль храма — укрывать статую бога. И наконец, в задней части располагался опистодом, симметричный пронаосу, но не имевший сообщения с целлой. В храме повсюду находились приношения, многие из которых имели свою историю, как, например, железное кресло, на котором восседал Пиндар, или бронзовая статуя Гомера, на основании которой было высечено таинственное предсказание, данное поэту, желавшему узнать, где была его родина. Кроме того, в виде исключения, в целле находилось два алтаря: один — Посейдона (греки называли его «потрясателем земли», и он был почитаем в Дельфах, где нередко случались землетрясения), а другой — самого Аполлона.
Над храмом простиралась местность, сильно пострадавшая во время бедствия 373 года: оползни и обвалы, разрушившие храм Алкмеонидов, уничтожили всю северную часть святилища. Там, позади подпорной стенки, возведенной после катастрофы для защиты нового храма, были найдены фрагменты комплекса, являвшегося частью знаменитого Возничего, который чудом остался практически нетронутым. Находящаяся еще выше северо-западная часть святилища в начале эллинистической эпохи была занята театром, который в настоящее время сохранился в реконструированном виде с римской эпохи. Рядом, чуть восточнее, — небольшой теменос с часовней, посвященный Посейдону, посреди глыб, которые он своим гневом обрушил с Федриад; а еще дальше — другой теменос, также размещенный на площадке Аполлона, где поклонялись могиле Неоптолема, сына Ахилла, погибшего в Дельфах, как поведал нам Еврипид в «Андромахе» (стих 1085 и далее). И наконец, на самой вершине святилища, напротив северной стены, в павильоне, или лесхе, книдян находились знаменитые картины Полигнота, которые были детально описаны Павсанием.