Гимнасий был построен на двух уровнях. Верхняя терраса включала ксист — крытую галерею шириной 7 м и длиной 178,35 м, то есть равную длине Пифийского стадиона. Здесь атлеты тренировались в беге во время плохой погоды. Он получил такое название потому, что его поверхность необходимо было соскабливать для выравнивания. Недавние раскопки выявили ксист по всей его длине. Первоначально, в IV веке до н. э., он был выполнен в дорическом стиле из пористого камня; позднее римляне заменили колоннаду фасада на ионическую, изготовленную из мрамора. Параллельно ксисту находился парадром — выровненная открытая дорожка шириной 6 м для тренировок в беговых состязаниях. На нижней террасе располагалась палестра, включавшая квадратный центральный двор с окружающими его портиками, разделёнными на помещения. Надписи сообщают об использовании этих помещений как зала для игры в мяч (сфайристерион), раздевалки, помещения для обтирания тела пылью (конима), а также, возможно, как святилища Гермеса или Геракла. Во дворе проходили тренировки по борьбе и кулачному бою. К западу от палестры до наших дней сохранился круглый бассейн диаметром 10 м и глубиной 1,80 м, являющийся важным элементом греческой бани. Позади него ряд водостоков подавал воду из Кастальского источника в десять каменных чаш, соединённых между собой. Это были умывальные бассейны атлетов. Ещё западнее в 120 году н. э. был построен баланейон, или римские термы, предназначенные для горячих бань. Несколько столетий спустя территорию гимнасия занял византийский монастырь. Его главный храм (католикон), построенный над палестрой, был снесён в 1898 году для проведения раскопок. На одной из классических колонн, повторно использованной в монастыре, лорд Байрон вырезал своё имя, когда посетил Дельфы.