아테나 신앙 외에도, 이 지역에는 더 오래된 신앙이 존재했습니다. 미케네 시대부터 탑의 서쪽에는 이중 움푹한 곳 모양의 작은 성지가 있었고, 고전 시대 이전에는 동쪽에 카리테스와 에카테 에피푸르기디아의 신전이 있었습니다. 아테나 니케 고전 신전 건축은 페리클레스 시대 아크로폴리스의 대규모 건축 계획의 일부였으며, 아테네 시민회의 결의문 등 여러 비문을 통해 그 건축 과정에 대한 중요한 정보를 알 수 있습니다.
오늘날 우리가 보는 신전은 탑 꼭대기에 세워졌으며, 이를 위해 탑이 적절히 개조되었습니다. 고대 미케네 시대의 탑은 정교하게 다듬어진 석회암 벽으로 덮였고, 등고선식(이소도믹) 구조로 지어져 탑의 형태가 더 크고 규칙적으로 변했으며, 풍성한 장식으로 마감되었습니다. 이 신전은 작고 이오니아 양식의 암피프로스타일(앞뒤에 기둥이 있는 구조) 건축물로, 좁은 양쪽 면에는 각각 네 개의 단일석 기둥이 줄지어 서 있습니다.
앞쪽 현관(프로나오스)은 없고, 작은 성소(세코스)만 있으며, 그 옆 벽들은 벽기둥(파라스타데스)으로 마무리되어 벽기둥 사이에 두 개의 기둥(페수스)이 배치되어 있습니다. 벽기둥과 기둥 사이, 그리고 벽기둥과 모퉁이 기둥 사이의 빈 공간은 난간으로 막아 작은 현관처럼 보이도록 했습니다.
신전 상부에는 아고라크리토스가 만든 조각띠(프리즈)가 있습니다. 세 면에는 그리스인과 페르시아인의 전투 장면, 그리스 중장 보병과 다른 보병들 간의 전투가 묘사되어 있고, 동쪽 면에는 올림포스 신들이 이 전투를 관망하는 모습이 그려져 있습니다. 박공 장식의 일부만이 현재 남아 있으며, 서쪽 박공에는 거인과의 전투(기간토마키아), 동쪽 박공에는 아마존과의 전투(아마조노마키아)가 그려졌던 것으로 추정됩니다.
제단은 신전 동쪽 바깥에 위치했습니다. 기원전 409년에 탑 가장자리에는 높이 약 1미터의 대리석 방어벽이 세워져 참배객을 보호했습니다. 이 방어벽은 부조판으로 구성되어 있는데, 날개 달린 승리의 여신들이 황소를 제물로 바치거나 전리품을 장식하는 모습, 그리고 앉아서 이 장면들을 지켜보는 아테나 여신이 표현되어 있습니다.
이 방어벽 판넬과 조각띠의 일부는 아크로폴리스 박물관에서, 다른 일부는 대영박물관에서 감상할 수 있습니다.
이 신전은 여러 세기 동안 보존되었으며, 서기 5세기경에 교회로 전환되었습니다. 오스만 제국 통치 시기에는 내부가 화약고로 사용되었으나, 1686년에 베네치아의 모로지니에 대항하기 위해 오스만 군이 신전을 철거하고 건축 자재를 프로필라이아 성벽 앞쪽 방어벽 건설에 사용하였으며, 그 자리에는 ‘쿨라’라 불리는 높은 탑을 세웠습니다.
그리스 국가가 수립된 이후인 1835년에 신전의 첫 복원 작업이 이루어졌고, 제2차 세계대전 전인 1935년부터 1940년 사이에 추가 복원 공사가 진행되었습니다. 1997년부터는 아크로폴리스 기념물 복원청이 주도하여 본격적인 복원 및 보존 작업을 시작하였습니다.