Le bâtiment est principalement construit en marbre pentélique et se divise en trois parties. La partie centrale rectangulaire constitue le propylée principal. Sur les façades est et ouest, se dressent deux portiques d'ordre dorique à six colonnes, entre lesquels s'intercale un mur transversal percé de cinq portes. L'accès à l'Acropole se faisait par la porte centrale, encadrée, entre le portique ouest et le mur transversal, par trois colonnes d'ordre ionique de chaque côté. Le bâtiment principal suit la pente du terrain : le portique est se situe à un niveau plus élevé que le portique ouest, de même que la toiture à fronton, tandis que les deux ailes latérales sont plus basses. Ce relief en pente est également pris en compte à l’intérieur du bâtiment, avec des degrés visibles sur la façade et le mur transversal. L’aile nord des Propylées comprend une pièce connue grâce à la description du voyageur Pausanias sous le nom de Pinacothèque (1.22.6), car cette salle était décorée de tableaux, notamment d’œuvres des peintres Polygnotos et Aglaophon. Devant cette pièce se trouve un petit portique dorique composé de trois colonnes, et l’entrée s’effectuait par une porte encadrée de deux fenêtres. Selon certains chercheurs, cette salle servait de lieu de repos ou de repas pour les visiteurs de l’Acropole, et il est probable qu’elle abritait à l’intérieur des lits. L’aile sud des Propylées semble avoir été initialement conçue de manière similaire à l’aile nord, mais la présence du sanctuaire plus ancien de la déesse Niké contraignit l’architecte à modifier le plan initial. Ainsi, seule une galerie composée de trois colonnes fut construite en miroir de l’aile nord. Depuis son côté ouest, l’accès au temple d’Athéna Niké était possible. Le projet initial prévoyait également des pièces latérales du côté est, qui ne furent toutefois jamais réalisées. La configuration des Propylées resta inchangée jusqu’à la période paléochrétienne (IVe-VIIe siècle apr. J.-C.), période durant laquelle l’aile sud fut transformée en église, tandis qu’au Xe siècle, la partie centrale fut également utilisée comme église dédiée aux Archanges. Pendant la période franque (XIIIe-XIVe siècle), les Propylées devinrent la résidence du seigneur franc, et à cette époque, pour renforcer les fortifications de l’Acropole, une tour, connue sous le nom de Koulas, fut édifiée dans l’aile droite du bâtiment, bien que celle-ci n’existe plus aujourd’hui. Sous la domination ottomane (1458-1830), les Propylées furent le siège du commandant turc. Le bâtiment central servit de poudrière, ce qui provoqua la première grande destruction du monument, lors d’une explosion en 1640. Après la libération de la domination ottomane, les ajouts médiévaux et turcs furent démolis et des fouilles furent entreprises dans la zone des Propylées. Des travaux de restauration furent réalisés entre 1909 et 1917 par l’ingénieur Nikolaos Balanos. La restauration moderne des Propylées débuta en 1982, dans le cadre du vaste programme de restauration de l’Acropole initié en 1975 par le Service de Restauration des Monuments de l’Acropole, en collaboration avec la Première Ephorie des Antiquités Préhistoriques et Classiques, sous la supervision de la Commission de Conservation des Monuments de l’Acropole.