Ein wenig gedrungen sieht das Pantheon heute im Straßenbild aus, früher war das Straßenniveau niedriger, man betrat den Tempel über eine repräsentative Treppe. Auch die Inschrift ist irreführend, laut dieser ließ Marcus Agrippa das Pantheon errichten und 27 v. Chr. als Tempel weihen. Dieser Bau fiel aber einem Brand zum Opfer, Kaiser Hadrian hat einen Neubau errichten lassen in den Jahren 120-125 n. Chr.
Geweiht war der Tempel entweder den Göttern des römischen Reiches oder den sieben heiligen Planetengottheiten. Diese Interpretation ist ein wenig wahrscheinlicher aufgrund der Raumgestaltung (Gewölbe als Himmel) und die Öffnung als Sonne.
Schon in der Antike gab es bauliche Veränderungen, die bronzenen Dachziegel wurden unter Kaiser Konstantinius entfernt und nach Konstantinopel verbracht (663).

Unter Papst Gregor III. erhielt das Pantheon ein Bleidach, Papst Urban Urban VIII. (ein Barberini) riß das Bronzedach der Vorhalle ab zur Materialgewinnung für Kananonen auf der Engelsburg und für den Altartabernakel des Petersdoms.

Wie andere christliche Kirchen dienste das Pantheon dann auch als Begräbnisstätte. Angehörige des italienischen Könishauses sind hier beigesetzt, z. B. Viktor Emanuel II und Umberto I. Auch der Renaissancekünstler Raffael ist hier begraben.

Durch große Bronzetüren betritt man einen kreisrunden Raum, der Durchmesser beträgt 43, 2 Meter, die Höhe beträgt ebenso 43, 2 Meter, der Radius des Zylinders entspricht der Hälfte des Durchmessers.