Ο αρχαιολογικός χώρος της Δημητριάδας καταλαμβάνει συνολική έκταση πολλών εκατοντάδων στρεμμάτων και περιλαμβάνει τον προϊστορικό οικισμό στα Πευκάκια, την πόλη των ελληνιστικών, ρωμαϊκών και παλαιοχριστιανικών χρόνων, με τα δημόσια κτίσματα, το ανάκτορο και τις ιδιωτικές κατοικίες, τα ιερά και τις νεκροπόλεις. Στην περιφέρεια της πόλης διατηρείται το εντυπωσιακό ισχυρό τείχος που την περιέβαλλε, σε μήκος 11 χιλιομέτρων, ενισχυμένο με πύργους. Στο βορειοδυτικό, ψηλότερο σημείο του περιβόλου κυριαρχεί η ακρόπολη με τη δική της οχύρωση. Νοτιότερα, στην περιοχή της εθνικής οδού Αθηνών-Βόλου, στο δυτικό άκρο της πόλης, σώζονται τα πρώτα κτήρια των ελληνιστικών χρόνων: το Ηρώο, που ίσως ήταν ναός ή μαυσωλείο, το θέατρο, που εξακολούθησε να χρησιμοποιείται μέχρι τον 4ο αι. μ.Χ. και μία οικία που διέθετε εσωτερική αυλή, οικιακό ιερό και χώρο που πιθανότατα χρησιμοποιήθηκε ως εργαστήριο για την επισκευή αγγείων με μολύβδινους συνδέσμους και για την κατασκευή μολύβδινων αγνύθων. Στον ίδιο χώρο, εγκάρσια προς την εθνική οδό, μπορεί κανείς να δει τη σειρά των πεσσών του τεράστιου υδραγωγείου, που οικοδομήθηκε τον 4ο αι. μ.Χ. για την ύδρευση της πόλης.

Μέσα στην πόλη, επάνω στο ύψωμα σώζεται το ελληνιστικό ανακτορικό συγκρότημα, που αναπτυσσόταν σε δύο ορόφους και σε πολλά επίπεδα. Λειτούργησε μέχρι το 2ο αι. π.Χ. και στη ρωμαϊκή εποχή ένα τμήμα του χρησιμοποιήθηκε ως νεκροταφείο. Λίγο πιο νότια βρίσκεται η αγορά, το οικονομικό και διοικητικό κέντρο της πόλης, με το ναό της Ιωλκίας Αρτέμιδος. Ανάμεσα στο λόφο του ανακτόρου και το νοτιοανατολικό τείχος της πόλης εκτείνεται μια σχετικά επίπεδη περιοχή, που σήμερα καλύπτεται από αμυγδαλεώνες και ελαιώνες. Στο βορειοανατολικό τομέα της πόλης, δίπλα σε ένα πευκώνα, έχει ανασκαφεί ένα ελληνιστικό κτήριο με περιστύλιο, που ταυτίζεται μάλλον με το Μητρώο, το χώρο όπου λατρευόταν η Μητέρα των θεών Κυβέλη και άλλες τοπικές θεότητες στην περίοδο της μεγάλης ακμής της Δημητριάδας. Στο μικρό όρμο που σχηματίζεται στο βόρειο άκρο της πόλης ήταν το βασιλικό λιμάνι. Στην περιοχή αυτή αναπτύχθηκε το κέντρο της ρωμαϊκής και παλαιοχριστιανικής πόλης, και έχουν αποκαλυφθεί αρκετά κτίσματα αυτής της περιόδου. Ορισμένα από τα ρωμαϊκά οικοδομήματα σώζουν ψηφιδωτά δάπεδα, λουτρικές εγκαταστάσεις, αποθηκευτικούς χώρους και κλιμακοστάσια. Ένα από αυτά, ακριβώς δίπλα στην ακτή, είχε μεγάλους χώρους, πιθανότατα δημόσιας χρήσης, μέσα στους οποίους αποκαλύφθηκαν αμφορείς και νομίσματα. Στην ίδια περιοχή σώζονται τα ερείπια της βασιλικής της Δαμοκρατίας, του σημαντικότερου παλαιοχριστιανικού μνημείου που έχει αποκαλυφθεί στη Δημητριάδα. Στη μικρή χερσόνησο, στη θέση Πευκάκια, αναπτύχθηκε ο προϊστορικός οικισμός. Στον ίδιο χώρο σήμερα βρίσκεται ένας παραδοσιακός ταρσανάς και το μουσείο του λαϊκού ζωγράφου Νικ. Χριστόπουλου, ναυπηγού που έζησε στα Πευκάκια ζωγραφίζοντας θέματα εμπνευσμένα από τη ζωή της θάλασσας.

Στο χώρο της πόλης έχουν αποκαλυφθεί αποσπασματικά οικίες της ελληνιστικής και ρωμαϊκής εποχής. Τα ελληνιστικά σπίτια ήταν οργανωμένα γύρω από υπαίθριες αυλές, περίστυλες ή όχι, και διέθεταν χώρους εργασίας και ιερά, ενώ ανάμεσά τους σχηματιζόταν το οδικό δίκτυο, με δρόμους πλάτους 3,5-4 μ. και αποχετευτικό σύστημα. Η ρωμαϊκή πόλη διατήρησε το ίδιο οδικό δίκτυο και περιλάμβανε πολυτελή ιδιωτικά κτήρια ή απλές οικίες. Βόρεια, νότια και νοτιοανατολικά της κατοικημένης περιοχής, έξω από τα τείχη, έχουν αποκαλυφθεί οι αντίστοιχες νεκροπόλεις, ενώ η δυτική νεκρόπολη βρίσκεται μέσα στην περιοχή των τειχών, βόρεια του θεάτρου.