Ο ναός της Αθηνάς Νίκης είναι ιωνικού ρυθμού με τέσσερις κίονες μπροστά και τέσσερις πίσω. Είναι χτισμένος πάνω στον προμαχώνα και έχει μερικά από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του Παρθενώνα (το πεντελικό μάρμαρο, τους μεγάλους τοίχους και κίονες να γέρνουν ελαφρά προς τα μέσα). Έχει έναν βωμό έξω από το ναό στα ανατολικά (προς τον Παρθενώνα) και όλος ο περίβολος έχει πλακοστρωθεί με μάρμαρο. Η πρόσβαση στο ναό ήταν είτε από τη νότια πτέρυγα των Προπυλαίων είτε από τη μικρή σκάλα που βλέπετε στον τοίχο πάνω από τα κεφάλια σας. Η σκάλα απέχει πολύ από το επίπεδο του εδάφους, στα κλασικά χρόνια όμως το έδαφος ήταν πολύ ψηλότερα.