Das Erechtheion wurde aus dem feinen pentelischen Marmor errichtet, während für das Fundament poröser Kalkstein aus dem Hafen von Piräus (Piraïkós Aktítis) verwendet wurde. Die Friese wurden aus dem dunkleren Eleusinischen Stein gefertigt und verliehen dem Bauwerk einen markanten farblichen Kontrast. Die östliche Vorderseite des Tempels wird von einer ionischen Säulenhalle mit sechs Säulen geschmückt. Von hier aus erfolgte auch der Haupteingang, flankiert von zwei Fenstern. Im Inneren dieses östlichen Bereichs wurde das Kultbild der Athena Polias aufbewahrt – ein geschnitztes Götterbild (Xoanon) aus Olivenholz. Während der Panathenäen wurde dieses heilige Bild von jungen Priesterinnen, den sogenannten Arrhephoren, mit einem gewebten Peplos bekleidet. Der westliche Teil des Gebäudes liegt tiefer und war über ein nordseitiges, Π-förmiges Prostylos erreichbar, das sich durch vier ionische Säulen an der Front und je eine an den Seiten auszeichnete. Der Boden der Vorhalle zeigt laut Überlieferung die Spuren des Dreizacks, mit dem Poseidon die Erde schlug und eine salzige Quelle hervorsprudelte – ein symbolischer Hinweis auf den göttlichen Wettstreit zwischen ihm und Athena. Der Tempelboden bestand aus Marmor, unter dem sich der Legende nach das „Meer des Erechtheus“ befand – eine unterirdische Salzwasserhöhle, in der die Wasserquelle des Poseidon endete. Eine kleine Tür an der Westwand führte zum Heiligtum der Pandrosos, das westlich des Tempels lag. Die äußere Westseite war von vier ionischen Säulen auf einem hohen Stylobat geprägt, die durch ein Brüstungsgeländer miteinander verbunden waren. Eine weitere Tür an der Südwand führte über eine Treppe zur berühmten Vorhalle der Karyatiden – einer kleinen Π-förmigen Säulenhalle, deren Dach nicht von gewöhnlichen Säulen, sondern von sechs weiblichen Statuen (Koren) getragen wird. Diese wurden später „Karyatiden“ genannt, da man sie mit den Mädchen aus Karyai in Lakonien in Verbindung brachte, die zu Ehren der Göttin Artemis tanzten. Die Statuen gelten als Werke des Bildhauers Alkamenes oder, nach anderer Quelle, des Kallimachos. Fünf der Karyatiden befinden sich heute im Akropolismuseum, die sechste in London im British Museum. Ihre ursprünglichen Plätze wurden durch genaue Kopien ersetzt. Das gesamte Bauwerk war ursprünglich von einem durchgehenden Fries geschmückt, der vermutlich Szenen aus den Legenden um die mythischen Könige Athens darstellte. Im 1. Jahrhundert v. Chr. wurde das Erechtheion bei barbarischen Überfällen in Brand gesetzt und anschließend nur notdürftig repariert und leicht verändert. In der frühen christlichen Zeit wurde der Tempel in eine Kirche der Gottesmutter (Theomitor) umgewandelt. Während der fränkischen Herrschaft (1204–1456) diente das Gebäude als Palast, und in der Zeit der osmanischen Besatzung (1456–1833) wurde es zum Harem des türkischen Festungskommandanten. Anfang des 19. Jahrhunderts wurde eine der Karyatiden zusammen mit einer Säule von Lord Elgin entfernt – im Rahmen der umstrittenen Mitnahme der Parthenon-Skulpturen nach Großbritannien. Wenige Jahre später, im Jahr 1827, wurde das Bauwerk durch eine türkische Kanonenkugel während des griechischen Unabhängigkeitskrieges schwer beschädigt. Unmittelbar nach der Befreiung Griechenlands begannen erste Bemühungen zur Rettung und Restaurierung des Monuments. Das Erechtheion war das erste Bauwerk der Akropolis, dessen vollständige Restaurierung zwischen 1979 und 1987 abgeschlossen wurde – im Rahmen des groß angelegten Restaurierungsprogramms für die Akropolis. Diese Restaurierungsarbeit wurde von Europa Nostra mit einem Preis ausgezeichnet – eine Anerkennung für die gelungene Bewahrung eines der bedeutendsten Denkmäler des antiken Griechenlands.