Il tempio di Zeus è il più grande tempio dorico dell’occidente e presenta soluzioni architettoniche assolutamente originali. Sulla base di un passo di Diodoro Siculo, la sua costruzione viene tradizionalmente assegnata ad un momento immediatamente successivo alla battaglia di Himera, nel 480 a.C., che segnò la vittoria delle città greche di Sicilia sui Cartaginesi. Secondo le fonti antiche, inoltre, la costruzione del tempio non venne mai portata a termine. L’edificio era collocato su una colossale piattaforma rettangolare (56,30x113,45 metri), sulla quale si ergeva un basamento (crepidoma) di cinque gradini, dei quali l’ultimo era alto il doppio degli altri e formava una sorta di alto podio che isolava il tempio dall’ambiente circostante. L’edificio non aveva la consueta peristasi con colonnato aperto, ma un muro di recinzione al quale si addossavano semicolonne, sette sui lati brevi e quattordici sui lunghi, cui corrispondevano, all’interno, altrettanti pilastri rettangolari. Le semicolonne, che poggiavano su uno zoccolo, avevano un diametro inferiore di più di 4 metri e non erano composte da rocchi monolitici, ma da piccoli conci tagliati a cuneo e disposti a ventaglio. L’altezza ipotetica delle colonne è stata valutata in più di 18 metri. Le semicolonne avevano capitelli dorici. Tra le rovine del tempio sono visibili elementi del fregio a lastre lisce e scanalate (metope e triglifi), mentre frammenti delle gronde a testa leonina sono esposti nel Museo Archeologico. Lo storico antico Diodoro Siculo narra che sui frontoni erano scolpite la Gigantomachia (lotta tra gli dei e i Giganti) da una parte e la presa di Troia dall’altra. Problematica è la collocazione dei Giganti, alti 7,65 metri e costruiti in conci, che si ipotizza si trovassero all’esterno del tempio, collocati negli intercolumni su mensole alte circa 11 metri; la ricostruzione di una di queste gigantesche figure è esposta nel Museo Archeologico. A breve distanza dalla fronte orientale del tempio sono visibili i resti del monumentale altare rettangolare, sul quale si svolgevano i rituali religiosi, caratterizzati da grandi sacrifici di animali.