雅典娜是雅典、阿耳戈斯、墨伽拉、斯巴达等城市的保护神，特别是在雅典，有她全希腊最大的神庙、雅典卫城主体建筑——帕特农神庙，为歌颂雅典战胜波斯侵略者而建。设计者是卡利克拉忒斯和伊克诺斯。
在雅典卫城坐落的古城堡中心，耸峙着巍峨的长方形建筑，神庙矗立在卫城顶端，这是在世界艺术宝库中著名的帕特农神庙。这座神庙历经两千多年的沧桑之变，如今庙顶已坍塌，雕像无存，浮雕剥蚀严重，但从巍然屹立的柱廊中，还可以看出神庙当年的丰姿。帕耳特农神庙是雅典卫城最重要的主体建筑。帕特农神庙之名出于雅典娜的别名Παρθένος(意为贞女的)。
帕耳特农神庙是供奉雅典娜女神的最大神殿。不仅规模最宏伟，坐落在卫城中央，庙内还存放一尊由斐狄阿斯亲手制作的黄金象牙镶嵌的雅典娜女神像。它从公元前447年开始兴建，9年后大庙封顶，又用6年后各项雕刻也告完成。
帕耳特农神庙的正式启用是在公元前438年，借着盛大的帕那太耐节献给雅典娜。帕那太耐节是雅典人的重要节日，在节日期间，常举行体育竞技、歌舞活动、穿过全城直至神庙的巡行。活动中最有特色的是：一件由雅典城少女织成的长袍被挂在一只船的主桅杆上，船被抬在牛车上，缓缓移向神庙，羊毛长袍最后被献给雅典娜。接着进行的是祭祀，献给女神的是牛或羊。牲口的选择是极为重要的一点，它必须强壮、健康，没有伤口更没有缺陷。在出土的众多陶器上有许多祭神的场面。牲口的骨头和肥肉被堆在祭坛上烧，重要的是从这里升起的烟必须升到神像上方，这样才能传给神。
帕耳农神庙是希腊全盛时期建筑与雕刻的主要代表，有“希腊国宝”之称，也是人类艺术宝库中一颗璀璨的明珠。5世纪中叶，神庙被改为基督教堂，雅典娜神像被移去。1458年土耳其人占领雅典后将神庙改为清真寺。1687年威尼斯人与土耳其人作战时，炮火击中神庙内的一个火药库，炸毁神庙的中部。1801-1803年，英国贵族埃尔金勋爵将大部分残留的雕刻运走，损失最严重。许多原属神庙的古物，现散落在不列颠博物馆、卢浮宫、哥本哈根等地。19世纪下半叶，曾对神庙进行过部分修复，但已无法恢复原貌，现仅留有一座石柱林立的外壳。