Для строительства комплекса была выбрана расположенная у слияния двух небольших речек священная роща Алтис. Центральное место в нем занимал храм Зевса Олимпийского, воздвигнутый архитектором Либоном. Этот дорический храм длиной почти 65 м был сооружен из известняковых блоков, покрыт мраморной черепицей и оштукатурен мраморной крошкой. Из мрамора же были изваяны фигуры на фронтонах храма, а также его фризы, изображавшие подвиги Геракла, которого считали основателем состязаний в Олимпии. Внутри храма возвышалась огромная, высотой более 13 м, статуя Зевса работы прославленного Фидия. Она была выполнена мастером в той же манере, что и статуя Афины в Парфеноне, но Зевс был изображен сидящим на троне. В одной руке он держал скипетр, в другой -изображение победы. Фигура бога была сделана из слоновой кости, волосы и мантия сложены из золота, а трон - из черного дерева, кости и дорогих камней. Неудивительно, что эта статуя еще в античную эпоху была причислена к Семи чудесам света.
В другом углу Алтиса стоял сравнительно небольшой, но гораздо более древний храм супруги Зевса Геры - Герайон. Перед ним находился алтарь Зевса, а за ним - Пританей, где поддерживали пламя священного огня. Вдоль северной границы Алтиса, как и в Дельфах, располагались небольшие здания-сокровищницы, в которых греческие полисы хранили свои пожертвования Зевсу. С востока роща была огорожена стеной. А за пределами Алтиса находилось еще несколько сооружений: Леонадай-он - дом для почетных гостей, Палестра, где проходила подготовка прыгунов и борцов, Гимнасий - площадка для бега и метания, а также бани, мастерские. Через сводчатый проход-крипту прямо из Алтиса можно было пройти на Олимпийский стадион, самый древний в Европе. Его земляное поле имело форму эллипса. Программа состязаний включала забеги на короткие и длинные дистанции, борьбу, кулачный бой, пятиборье, верховые скачки и заезды на колесницах - всего до 15 видов спорта. После завершения каждого состязания победителя награждали венком из ветвей дикой оливы, которая росла у храма Зевса. Зрители располагались на примыкающих к стадиону зеленых травянистых склонах, которые использовали как естественные трибуны, вмещавшие до 40 тыс. человек. Здесь собирались представители всех греческих полисов и заморских колоний Эллады. Самые почетные места отводили прославленным ораторам, философам, художникам, артистам, политическим деятелям, военачальникам. Состязания обычно занимали три дня, так как первый день Олимпиады отводили торжествам и церемониям жертвоприношения, а в последний день происходило награждение победителей. Судьба архитектурных памятников Олимпии во многом напоминает судьбу дельфийских памятников. В 393 г. до н.э. византийский император Феодосии I, насаждавший христианство и преследовавший язычников, запретил Олимпийские игры. А еще через 30 лет по приказу Феодосия II Олимпию сожгли. Остатки города пострадали от сильных землетрясений, а затем были погребены под речными наносами.
Раскопки здесь еще в 80-х гг. XIX в. производили немецкие археологи. Шесть лет подряд сотни рабочих освобождали античный город от многовековых наслоений. Результаты вполне оправдали этот труд: здесь нашли 130 мраморных статуй и барельефов, 13 тыс. бронзовых предметов, 6 тыс. монет, до тысячи надписей, множество глиняных изделий. Оказалось, что все храмы Олимпии, и в первую очередь Герайон, в той или иной мере сохранились. Так что Олимпия стала важным объектом туризма.
В добавление к античному ансамблю в новейшие времена в Олимпии был воздвигнут белый обелиск в честь Пьера де Кубертена, по инициативе которого в 1896 г. древнегреческие Олимпийские игры были возобновлены. А рядом с обелиском теперь находится мраморный алтарь, где зажигают олимпийский факел перед началом современных Олимпиад.