En el Santuario de Atenea, muy cerca del Santuario de Apolo, se encuentran los restos de un «tholos», templo de planta circular, con naos circular, datado en el siglo IV a.C. (alrededor del año 380–360 a.C.).
En su construcción se mezclaron los colores del mármol blanco del Pentélico y de la caliza oscura del Himeto.
Sobre el crepidoma («krepis») se alzaban 20 columnas dóricas situadas en la parte exterior y 10 columnas jónicas en el interior, adosadas al muro de la cella.
La circunferencia exterior tenía catorce metros de diámetro y la interior ocho metros y medio.
De las 30 columnas originales solo permanecen en pie tres de las columnas exteriores con parte del entablamento.
Estaba profusamente decorado, tanto en su interior como en su exterior, con escenas de la Amazonomaquia y la Centauromaquia.
Se desconoce la divinidad a la que estaba consagrado este templo.
Según refiere Vitrubio, el arquitecto de tan novedosa construcción pudo ser Teodoto de Focea.