Ο ναός της Αρτέμιδος είναι δωρικός πρόστυλος ναός με τρίκλιτο σηκό και βαθύ άδυτο, οικοδομήθηκε στη θέση ενός παλαιότερου αρχαϊκού ναού. Χρονολογείται στο πρώτο μισό του 5ου αιώνα π.Χ.
Το 1945, ο αρχαιολόγος Ιωάννης Παπαδημητρίου έκανε ανασκαφές στην περιοχή. Οι ανασκαφές συνεχίστηκαν και κατά την δεκαετία του 1950 και 1960 και αποκάλυψαν το μεγαλύτερο μέρος του αρχαιολογικού χώρου. Τα σημαντικότερα αξιοθέατα του αρχαιολογικού χώρου είναι ο ναός της Αρτέμιδος, η στοά σχήματος Π, η ιερή πηγή, η γέφυρα πάνω στον Ερασινό ποταμό, η παλαίστρα, το γυμνάσιο κ.ά..
• Σύμφωνα με τον μύθο κατά την Τρωική εκστρατεία, η θεά Άρτεμις απαίτησε την θυσία της Ιφιγένειας για να αφήσει τον Μυκηναϊκό στόλο να πλεύσει προς την Τροία. Την στιγμή της θυσίας η Άρτεμις έσωσε την Ιφιγένεια και την μετέφερε στην χώρα των Ταύρων στις ακτές της Μαύρης Θάλασσας. Η Ιφιγένεια επέστρεψε από εκεί στην Ελλάδα με την βοήθεια του αδελφού της Ορέστη. Σύμφωνα με μία παραλλαγή του μύθου που μεταφέρει ο Ευριπίδης, η Ιφιγένεια στην επιστροφή της έφτασε στην περιοχή της Βραυρώνας και έγινε ιέρεια της Αρτέμιδος.
• Η λατρεία της Αρτέμιδος στην περιοχή της Βραυρώνας φαίνεται να ξεκίνησε τον 8ο αιώνα π.Χ., ενώ ο ναός κτίστηκε τον 6ο αιώνα π.Χ. Τα επόμενα χρόνια υπήρξε σημαντική επέκταση του λατρευτικού χώρου. Σταδιακά όμως, μετά τους πολέμους των Αθηναίων με τους Μακεδόνες, η περιοχή άρχισε να παρακμάζει και φαίνεται να εγκαταλείφθηκε τον 2ο αιώνα π.Χ., πιθανόν μετά από πλημμύρες. Μάλιστα ο περιηγητής Παυσανίας τρεις αιώνες αργότερα, δεν αναφέρει σχεδόν τίποτε για την περιοχή της Βραυρώνας, παρά μόνο τον μύθο που αναφέρει ο Ευριπίδης για την επιστροφή της Ιφιγένειας.
O σηκός του ναού χωριζόταν με κιονοστοιχία σε 3 μέρη. Δεν είναι σίγουρο αν τα τριγωνικά αετώματα του ναού ήταν κοσμημένα με γλυπτές μαρμάρινες παραστάσεις ή αν ο ναός είχε ακρωτήρια στα αετώματά του. Στα τέλη του 5ου αι. διαμορφώθηκε άνδηρο, που χρησίμευε ως πλατεία για την παραμονή των πιστών. Η θέση του βωμού αμφισβητείται. Λογικά θα πρέπει να βρισκόταν στα ανατολικά του ναού, όπου σύγχρονα με το ναό ή αμέσως μετά κατασκευάστηκε αναλημματικός τοίχος σε σχήμα ανοικτού προς Βορρά Π (πι), που χρησίμευε και για την πραγματοποίηση ειδικών τελετών.
Τίποτε δε σώθηκε από το λατρευτικό άγαλμα της θεάς, το οποίο μερικοί ταυτίζουν με το “άγαλμα ορθόν” των επιγραφών της Αθηναϊκής Ακρόπολης και το αποδίδουν στον Πραξιτέλη, και στο οποίο έχουν αναφερθεί ο Ευρυπίδης, ο Παυσανίας και ο Πλούταρχος.
• Εδώ και χρόνια ο ναός της Αρτέμιδος είναι παραδομένος στο έλεος των καιρικών φαινομένων, με αποτέλεσμα ακόμα και με μια δυνατή βροχόπτωση να μετατρέπεται σε λίμνη.
