Ο ναός του Απόλλωνα, το σημαντικότερο μνημείο του ιερού του Απόλλωνα στους Δελφούς, βρισκόταν σε περίοπτη και κεντρική θέση μέσα στο τέμενος. Στο ναό στεγάζονταν τα αγάλματα και τα αφιερώματα προς το θεό, αλλά εδώ γίνονταν και οι ιεροτελεστίες που είχαν σχέση με τη λατρεία, η σπουδαιότερη από τις οποίες ήταν η διαδικασία της μαντείας. Στο ναό υπήρχε και το «χρησμογραφείο», όπου φυλάσσονταν τα αρχεία και οι κατάλογοι των Πυθιονικών, που καταστράφηκαν το 373 π.Χ. Σύμφωνα με τη μυθολογία, ο πρώτος ναός του Απόλλωνα που κτίσθηκε στους Δελφούς ήταν μία καλύβα από κλαδιά δάφνης, ο δεύτερος έγινε από κερί μελισσών και φτερά και ο τρίτος από χαλκό, ενώ ο τέταρτος κτίσθηκε από τους μυθικούς αρχιτέκτονες Τροφώνιο και Αγαμήδη με τη βοήθεια του ίδιου του Απόλλωνα. Αυτός πρέπει να ήταν ο πώρινος ναός, που καταστράφηκε από πυρκαγιά το 548 π.Χ. Ο ναός που τον διαδέχθηκε, οικοδομήθηκε με εισφορές που συγκεντρώθηκαν από όλη την Ελλάδα και από ξένους ηγεμόνες και ανέλαβε να τον ολοκληρώσει η μεγάλη αθηναϊκή οικογένεια των Αλκμαιωνιδών. Ολοκληρώθηκε περίπου το 510 π.Χ., ήταν δωρικός περίπτερος, με 6 κίονες στην πρόσοψη και 15 στις πλευρές. Ήταν πώρινος με μαρμάρινη πρόσοψη και εξαιρετικό γλυπτό διάκοσμο, φιλοτεχνημένο από το γλύπτη Αντήνορα. Θέμα του ανατολικού αετώματος ήταν η επιφάνεια του Απόλλωνα, η άφιξη του θεού στους Δελφούς με τη συνοδεία της αδελφής του Άρτεμης και της μητέρας του Λητούς. Στο κέντρο της παράστασης εικονιζόταν το άρμα με τους θεούς και δεξιά και αριστερά ανδρικές και γυναικείες μορφές. Στο δυτικό αέτωμα απεικονιζόταν σκηνή Γιγαντομαχίας, από την οποία σώζονται μόνο οι μορφές της Αθηνάς, ενός πεσμένου Γίγαντα, μιας ανδρικής μορφής και τα μπροστινά μέρη δύο αλόγων.

Ο σεισμός του 373 π.Χ. κατέστρεψε τον αρχαϊκό ναό και το ιερό κατέφυγε για δεύτερη φορά σε πανελλήνιο έρανο για την ανοικοδόμησή του. Ο τρίτος ιερός πόλεμος εμπόδισε τις εργασίες και μόλις το 330 π.Χ. ο ναός παραδόθηκε σε χρήση, κατασκευασμένος στο ίδιο σχέδιο και στις ίδιες σχεδόν διαστάσεις. Σε αυτό το ναό ανήκουν τα ερείπια που βλέπουμε σήμερα. Πρόκειται για εντυπωσιακό κτίσμα, θαυμάσιο δείγμα του δωρικού ρυθμού, του οποίου αρχιτέκτονες ήταν ο Σπίνθαρος ο Κορίνθιος, ο Ξενόδωρος και ο Αγάθων. Ο ναός είναι περίπτερος, με 6 κίονες στις στενές πλευρές και 15 στις μακρές, με πρόδομο και οπισθόδομο δίστυλους εν παραστάσι. Ο σηκός του χωρίζεται σε τρία κλίτη με δύο κιονοστοιχίες, η καθεμία από τις οποίες έχει οκτώ ιωνικούς κίονες. Στο βαθύτερο επίπεδό του βρισκόταν το άδυτο, όπου εκτυλισσόταν η μαντική διαδικασία και στο οποίο είχαν πρόσβαση μόνο οι ιερείς που θα ερμήνευαν τα λόγια της Πυθίας. Τα αετώματα από παριανό μάρμαρο φιλοτέχνησαν οι Αθηναίοι γλύπτες Πραξίας και Ανδροσθένης. Στο ανατολικό αέτωμα απεικονίζονταν ο Απόλλωνας με τις Μούσες και στο δυτικό ο Διόνυσος ανάμεσα στις Θυιάδες (Μαινάδες). Για το εσωτερικό του ναού γνωρίζουμε ελάχιστα στοιχεία, κυρίως από αρχαίους συγγραφείς: στους τοίχους του προνάου υπήρχαν χαραγμένα ρητά των επτά σοφών, όπως «γνώθι σαυτόν», «μηδέν άγαν» και το γράμμα Ε. Επίσης, υπήρχε χάλκινη εικόνα του Ομήρου και βωμός του Ποσειδώνα, ενώ στο άδυτο υπήρχε το άγαλμα του θεού και ο ομφαλός.

Στο ναό έχουν γίνει εργασίες αναστήλωσης, ενώ αποσπάσματα των αετωμάτων και από τις δύο οικοδομικές φάσεις του εκτίθενται στο Αρχαιολογικό Μουσείο Δελφών.