Il tempio venne costruito in epoca tardo repubblicana su una terrazza naturale.

Ne è stato individuato il basamento con pavimentazione in coccio pesto su cui era apposta un’iscrizione che ricorda i magistrati responsabili del collaudo, L. Folcinius e Caius Fabius. L‘edificio di culto presentava tre celle e pronao con due file quattro colonne; come nel caso del Capitolium, la copertura ha struttura in legno, con ricca decorazione architettonica in terracotta più volte sostituita.

Dal frontone proviene un gruppo scultoreo, anch’esso in terracotta, in cui compaiono Luna seduta in trono, alla sua destra Apollo con la cetra e, alla sinistra della dea, una figura maschile con cornucopia ricolma di grappoli d’uva (forse Dioniso o il Genio del Popolo Romano); alle estremità si trovano due Muse. Un secondo gruppo, in corso di restauro, rappresenta il mito di Telefo.

Il tempio venne completamente ricostruito nella prima età imperiale: un altissimo podio, di circa 7 m, di cui sono visibili le strutture voltate, costituisce la base per un edificio a cella unica. 

Esso si affacciava su un’ampia piazza, delimitata da porticati e attraversata da una strada lastricata in marmo. La strada si arrestava alla base della ripida scalinata di accesso a due rampe che conduceva al tempio. Risale a questa fase un frammento di fregio in marmo, mentre le trabeazioni marmoree, legate al rifacimento del tetto, sono da riferirsi probabilmente all’epoca di Caracalla. In base all’iscrizione qui rinvenuta, la ricostruzione del tetto potrebbe essere stata realizzata entro il 211 d.C.