Ο ναός της Ήρας αποτελεί ένα από τα αρχαιότερα δείγματα μνημειακής ναοδομίας στην Ελλάδα. Ήταν κτισμένος στη βορειοδυτική γωνία του ιερού χώρου της Άλτεως, στους νότιους πρόποδες του Κρονίου λόφου, όπου για την προστασία του κατασκευάσθηκε ισχυρός αναλημματικός τοίχος. Αφιερώθηκε στο ιερό της Ολυμπίας από τους κατοίκους του Σκιλλούντα, αρχαίας πόλης της Ηλείας. Ο Παυσανίας αναφέρει, ότι κτίσθηκε περίπου οκτώ χρόνια αφ' ότου ο Όξυλος πήρε τη βασιλεία στην Ήλιδα, δηλαδή γύρω στο 1096 π.Χ., όμως, η χρονολόγηση αυτή δεν συμφωνεί με τη χρονολόγηση του ναού, η οποία είναι υστερότερη. Κατά μία άποψη, ο πρώτος ναός της Ήρας κτίσθηκε γύρω στο 650 π.Χ., ήταν μικρός, δωρικός, και είχε μόνο σηκό και πρόναο, ενώ γύρω στο 600 π.Χ. προστέθηκε σε αυτόν ο οπισθόδομος και το πτερό. Ωστόσο, σήμερα, επικρατέστερη είναι η άποψη ότι ο ναός οικοδομήθηκε περίπου το 600 π.Χ. με ενιαίο αρχιτεκτονικό πρόγραμμα. Κατά καιρούς υπέστη διάφορες επεμβάσεις, ενώ στα ρωμαϊκά χρόνια μετατράπηκε σε είδος μουσείου, όπου φυλάσσονταν μερικά από τα πιο πολύτιμα έργα του ιερού, ανάμεσα στα οποία και ο περίφημος Ερμής του Πραξιτέλη.

Ο ναός χαρακτηρίζεται από τις βαριές του αναλογίες, καθώς έχει ιδιαίτερα επιμήκη κάτοψη και είναι αρκετά χαμηλός σε ύψος. Έχει προσανατολισμό Α-Δ και είναι δωρικός, περίπτερος, με έξι κίονες στις στενές και δεκαέξι στις μακρές πλευρές. Οι κίονες αρχικά ήταν ξύλινοι και σταδιακά αντικαταστάθηκαν με λίθινους. Για το λόγο αυτό, τόσο οι κίονες όσο και τα κιονόκρανα, δεν είναι όμοια μεταξύ τους, αφού κάθε φορά ο νέος κίονας ακολουθούσε το ρυθμό της εποχής του, με αποτέλεσμα επάνω στο ναό να αποτυπώνεται η πλήρης εξέλιξη του δωρικού ρυθμού, από τα αρχαϊκά έως και τα ρωμαϊκά χρόνια. Είναι αξιοσημείωτο ότι μέχρι το 2ο αι. μ.Χ., όταν ο Παυσανίας επισκέφθηκε το ιερό, ο ένας κίονας του οπισθόδομου είχε παραμείνει ξύλινος (από ξύλο δρυός). Στις αβαθείς ορθογώνιες κοιλότητες, που παρατηρούνται σε διάφορα σημεία των κιόνων, ήταν τοποθετημένες οι ζωγραφικές εικόνες των νικητριών στα Ηραία, αθλητικοί αγώνες που γίνονταν προς τιμήν της θεάς. Το κατώτερο τμήμα του ναού ήταν κατασκευασμένο από κογχυλιάτη λίθο, ενώ το ανώτερο μέρος των τοίχων ήταν από ωμές πλίνθους. Ο θριγκός ήταν ξύλινος με πήλινη επένδυση και τα κεραμίδια της στέγης επίσης πήλινα. Το κεντρικό δισκοειδές ακρωτήριο του αετώματος, διαμέτρου 2,3 μ. ήταν πήλινο, με εντυπωσιακή γραπτή διακόσμηση. Ο ναός αποτελείται από πρόναο, σηκό και οπισθόδομο. Ο πρόναος και ο οπισθόδομος είναι δίστυλοι εν παραστάσι και η πρόσβαση στο σηκό γινόταν από τον πρόναο, μέσω μιας δίφυλλης θύρας, πλάτους 2,90 μ. Ο σηκός χωρίζεται κατά μήκος σε δύο κλίτη με δύο σειρές οκτώ δωρικών κιόνων. Ανά δύο κίονες υπήρχαν μικρά τοιχάρια εγκάρσια προς τους τοίχους του σηκού, που σχημάτιζαν πέντε μικρές κόγχες. Στο βάθος του σηκού, επάνω σε βάθρο ήταν στημένα τα λατρευτικά αγάλματα του Δία και της Ήρας, τα οποία αναφέρει ο Παυσανίας (5.17.1). Η Ήρα απεικονιζόταν καθισμένη σε θρόνο και δίπλα της στεκόταν ο Δίας. Το λίθινο αρχαϊκό κεφάλι, που βρέθηκε κοντά στο Ηραίο και σήμερα εκτίθεται στο Αρχαιολογικό Μουσείο Ολυμπίας, αποδίδεται με κάποιες επιφυλάξεις στο άγαλμα της θεάς. Στο λατρευτικό άγαλμα απέθεταν κάθε τέσσερα χρόνια οι δεκαέξι ευγενείς Ηλείες, που οργάνωναν τα Ηραία, έναν καινούργιο πέπλο, που ύφαιναν για τη θεά. Για το εσωτερικό του ναού δεν έχουμε άλλες πληροφορίες. Γνωρίζουμε μόνο ότι εδώ φυλασσόταν ο δίσκος του Ιφίτου, επάνω στον οποίο ήταν γραμμένη η ιερή εκεχειρία, ενώ στον οπισθόδομο βρισκόταν η λάρνακα του Κυψέλου, από ξύλο, χρυσό και ελεφαντόδοντο, διακοσμημένη με μυθολογικές παραστάσεις, καθώς και η τράπεζα του Κολώτη, πάνω στην οποία τοποθετούνταν τα στεφάνια αγριελιάς, με τα οποία στεφάνωναν τους Ολυμπιονίκες.

Σήμερα από το ναό σώζονται τα θεμέλια, οι τεράστιοι του ορθοστάτες του σηκού και το κατώτερο μέρος των κιόνων. Έχουν αναστηλωθεί 4 κίονες. Στο Αρχαιολογικό Μουσείο Ολυμπίας εκτίθενται θραύσματα από την πήλινη διακόσμηση του θριγκού και το πήλινο κεντρικό ακρωτήριο του ναού.