Το Μητρώο οικοδομήθηκε πάνω στο Παλαιό Βουλευτήριο και στον ναό της Μητέρας των Θεών Ρέας. Το μεγαλύτερο τμήμα του σώζεται σε επίπεδο θεμελίων. Το οικοδόμημα αποτελούνταν από 4 δωμάτια, το βορειότερο από τα οποία ήταν υπαίθρια αυλή. Τα δωμάτια προς τα Ανατολικά, προς την πλατεία της Αγοράς ενώνονταν με ιωνική κιονοστοιχία. Στο δεύτερο από τα νότια δωμάτιο στεγαζόταν ο ναός της Μητέρας των Θεών, από την οποία το κτήριο έλαβε την ονομασία Μητρώο. Ο Παυσανίας αναφέρει ότι το λατρευτικό άγαλμα της θεάς είχε φιλοτεχνήσει ο γλύπτης Αγοράκριτος. Ο βωμός του ναού πιθανόν βρισκόταν αμέσως ανατολικά του Μητρώου στη Δυτική οδό. Στους άλλους χώρους του κτηρίου φυλάσσονταν τα αρχεία της πόλης και δημόσια έγγραφα: ψηφίσματα, νόμοι, οικονομικοί κατάλογοι, κατάλογοι με τα ονόματα των εφήβων, κατάλογοι με τα σκεύη των ιερών και πρακτικά δικών. Μετά την καταστροφή του από τους Ερούλους το 267 μ.Χ. και μέχρι τους Βυζαντινούς χρόνους, τμήματα του κτηρίου λειτούργησαν πιθανόν ως ταβερνείο, εβραϊκή συναγωγή, ελαιοπιεστήριο.