Am nordwestlichen Hang des Akropolisfelsens erheben sich drei höhlenartige Öffnungen, die dem Kult des Pan, des Zeus und des Apollon gewidmet sind. Die östliche Höhle war dem Gott Pan geweiht. Der Überlieferung zufolge trug dieser Gott zum Sieg der Griechen in der Schlacht von Marathon 490 v. Chr. bei, indem er Panik unter den Feinden säte. Die Athener erwiderten ihre Dankbarkeit, indem sie den Kult des Gottes in der Stadt einführten. Das Heiligtum war dreiteilig, mit in den Fels gehauenen Nischen zur Aufnahme von Gaben. Die Identifikation des Heiligtums stützt sich auf die Berichte von Euripides und Pausanias sowie auf die Entdeckung eines Weihreliefs vor Ort, das heute im Nationalen Archäologischen Museum aufbewahrt wird. Es zeigt links den Gott, der auf einem Felsen sitzend die Syrinx spielt, während eine bekleidete Figur vor ihm steht. In der christlichen Zeit wurde der östliche Teil des Heiligtums in eine Kapelle zu Ehren des heiligen Athanasius umgewandelt, von der heute noch Spuren von Fresken in den Nischen erhalten sind. Die mittlere Höhle, die auf das 5. Jahrhundert v. Chr. datiert wird, wird aufgrund der Interpretationen von Thukydides und Strabon Zeus zugeordnet. Die westlichste Höhle, die des Apollon Hypakraios, wurde vermutlich bereits ab dem 13. Jahrhundert v. Chr. genutzt und steht in direktem Zusammenhang mit den genealogischen Mythen über die Autochthonie der Athener. Der Überlieferung zufolge vereinigte sich hier Apollon mit Kreusa, der Tochter des Erechtheus. Aus dieser Verbindung wurde Ion geboren, der Stammvater der Athener. Das Heiligtum wurde durch die Entdeckung von beschrifteten Marmortafeln identifiziert. In einer der Nischen am Felsen ist eine Inschrift aus dem 3. Jahrhundert n. Chr. des Archonten Errenios Dexippos sichtbar. Eine westlich der Höhlen gelegene Kammer mit einer als Plattform gehauenen Fläche diente als Beobachtungsort für den Verlauf der Panathenäen-Prozession.

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