雅典娜是雅典、阿耳戈斯、墨伽拉、斯巴達等城市的保護神，特別是在雅典，有她全希臘最大的神廟、雅典衛城主體建築——帕特農神廟，爲歌頌雅典戰勝波斯侵略者而建。設計者是卡利克拉忒斯和伊克諾斯。
在雅典衛城坐落的古城堡中心，聳峙着巍峨的長方形建築，神廟矗立在衛城頂端，這是在世界藝術寶庫中著名的帕特農神廟。這座神廟歷經兩千多年的滄桑之變，如今廟頂已坍塌，雕像無存，浮雕剝蝕嚴重，但從巍然屹立的柱廊中，還可以看出神廟當年的丰姿。帕耳特農神廟是雅典衛城最重要的主體建築。帕特農神廟之名出於雅典娜的別名Παρθένος(意爲貞女的)。
帕耳特農神廟是供奉雅典娜女神的最大神殿。不僅規模最宏偉，坐落在衛城中央，廟內還存放一尊由斐狄阿斯親手製作的黃金象牙鑲嵌的雅典娜女神像。它從公元前447年開始興建，9年後大廟封頂，又用6年後各項雕刻也告完成。
帕耳特農神廟的正式啓用是在公元前438年，藉着盛大的帕那太耐節獻給雅典娜。帕那太耐節是雅典人的重要節日，在節日期間，常舉行體育競技、歌舞活動、穿過全城直至神廟的巡行。活動中最有特色的是：一件由雅典城少女織成的長袍被掛在一隻船的主桅杆上，船被擡在牛車上，緩緩移向神廟，羊毛長袍最後被獻給雅典娜。接着進行的是祭祀，獻給女神的是牛或羊。牲口的選擇是極爲重要的一點，它必須強壯、健康，沒有傷口更沒有缺陷。在出土的衆多陶器上有許多祭神的場面。牲口的骨頭和肥肉被堆在祭壇上燒，重要的是從這裏升起的煙必須升到神像上方，這樣才能傳給神。
帕耳農神廟是希臘全盛時期建築與雕刻的主要代表，有“希臘國寶”之稱，也是人類藝術寶庫中一顆璀璨的明珠。5世紀中葉，神廟被改爲基督教堂，雅典娜神像被移去。1458年土耳其人佔領雅典後將神廟改爲清真寺。1687年威尼斯人與土耳其人作戰時，炮火擊中神廟內的一個火藥庫，炸燬神廟的中部。1801-1803年，英國貴族埃爾金勳爵將大部分殘留的雕刻運走，損失最嚴重。許多原屬神廟的古物，現散落在不列顛博物館、盧浮宮、哥本哈根等地。19世紀下半葉，曾對神廟進行過部分修復，但已無法恢復原貌，現僅留有一座石柱林立的外殼。
