Het gebouw is vervaardigd uit Pentelisch marmer, terwijl voor het fries (de reliëfband) grijze Eleusijnse steen werd gebruikt en voor de funderingen Piraeus-aktieth (een soort kalksteen). Aan de voorzijde van het oostelijke gedeelte rijst een zes zuilen tellend Ionisch portiek op, dat tevens de ingang vormde, met twee ramen aan weerszijden. Binnenin deze tempel werd het houten standbeeld (xoanon) van Athena bewaard, gemaakt van olijfhout, dat door de Arrephoroi tijdens het Panathenaeënfestival werd aangekleed met een gewaad (peplos). Het westelijke gedeelte, dat lager gelegen is, had de ingang via een U-vormige propylon aan de noordkant, met vier Ionische zuilen aan de voorzijde en één aan elke zijkant. Op de geplaveide vloer van het portiek bevinden zich volgens de overlevering de sporen van de drietand waarmee Poseidon de aarde sloeg en de bron met zout water deed ontspringen. De tempelvloer was van marmer en daaronder bevond zich volgens de traditie de "Erechtheis Zee", waar het water van de zoutwaterbron van Poseidon uitkwam. Een kleine deur in de westelijke muur leidde naar het heiligdom van Pandrosos, ten westen van het Erechtheion. De westelijke buitenzijde had vier Ionische zuilen op een hoge stylobaat, verbonden door een lage muur en hekwerk. Een andere deur in de zuidelijke muur leidde via een trap naar de Portiek van de Kariatiden, een kleine U-vormige zuilengang waarbij zes beelden van vrouwen de plaats van zuilen innamen en het dak met hun hoofd ondersteunen. Deze beelden werden later Kariatiden genoemd, omdat ze werden geassocieerd met de meisjes uit Karyai in Lakonië, die een dans uitvoerden ter ere van de godin Artemis. Ze werden gemaakt door beeldhouwer Alkamenes of, volgens anderen, door beeldhouwer Kallimachus. Vijf van de Kariatiden beelden bevinden zich nu in het Acropolis Museum en het zesde in het British Museum, terwijl er op hun plaats replica’s van gegoten materiaal zijn geplaatst. Het gehele gebouw werd versierd met een fries waarop waarschijnlijk scènes werden afgebeeld die verband houden met de mythische koningen van Athene. In de 1e eeuw v.Chr. werd het monument verwoest door brand tijdens barbaarse invallen en onderging het enkele kleine reparaties en aanpassingen. In de vroege christelijke tijd werd het omgevormd tot een kerk gewijd aan de Moeder Gods. Tijdens de Frankische overheersing (1204-1456) diende het als paleis, en in de Turkse tijd (1456-1833) huisvestte het het harem van de Turkse gouverneur. Begin 19e eeuw werden een van de Kariatiden en een zuil verwijderd tijdens de roof van de marmeren beelden van het Parthenon door Lord Elgin. Kort daarna, in 1827, werd het gebouw opgeblazen door een Turks kanonschot tijdens de Griekse Onafhankelijkheidsoorlog. Direct na de bevrijding werden pogingen gedaan om het monument te herstellen. Het Erechtheion was het eerste monument op de Acropolis waarvan de restauratie voltooid werd tussen 1979 en 1987, als onderdeel van de bredere restauratiewerkzaamheden op de Acropolis. Deze restauratie werd bekroond met een Europa Nostra-prijs.