Kuzey kentin merkezinde yer alan Roma Tapınağı, İmparator Hadrianus’un egemenlik döneminde, MS 2. yüzyılın ilk yarısında inşa edilmiştir. Hadrianus’un Anadolu seyahati sırasında Olympos’a geldiği bilinmektedir. İmparatorun yardımlarının onurlandırılması için inşa edilmiş olan tapınağın kentteki en önemli yapı olduğu açıktır. Kutsal odasının (naos) duvarları, bunun önünde yer alan pronaosun zemin (stylobat) seviyesine kadar olan bölümü, iki sütunun bir bölümü günümüze ulaşmıştır. Olympos kazı ekibince 2017 yılından itibaren alanda yürütülen kazılar sonrası yapının, Likya Bölgesi Roma İmparatorluk Dönemi tapınak mimarisi adına önemli bir örnek olduğu anlaşılmıştır. Sütunlu ön cephesi tümüyle çökmüş olsa da kazılar sonucu açığa çıkarılan ve günümüzde tapınağın çevresinde sergilenen çok sayıda yapı bloğu tapınak hakkında bilgilerin artmasını sağlamış ve böylelikle buradaki çizimlerde görülen plan ve cephe biçimine sahip olduğu anlaşılmıştır.

Tapınak, etrafı yüksek duvarlarla çevrelenmiş bir kutsal alan (temenos) veya meydanın (forum) kuzey kanadının merkezine konumlandırılmıştır. Ön cephesi tümüyle kesme taş bloklardan inşa edilmiştir. Cephesinde Ion düzeninde altı sütun yer alır. Bu düzenleme prostylos planlı olduğunu ortaya koyar. Sütunlar üzerinde üç fascialı arşitravlarla bunun üzerinde kıvrık dal ve rozet bezemeli frizler vardır. Yapının üçgen alınlığı düzdür. Yan cephelerde yer alan simalarında aslan başı biçiminde işlenmiş çörtenler görülür. Önemli özelliklerinden biri köşe sütunlarıyla naos cephe duvarı arasında yer alan ante duvarlarının kemerli açıklıklara sahip olmasıdır. Bu mimari tasarım tapınak pronaosuyla, doğu ve batısında uzanan stoaların bağlantılı olduğunu ortaya koyar. Günümüze değin ayakta kalmış olan naos cephe duvarı ve anıtsal kapısının konsollu lentosu özenli işçiliğe sahiptir. Cephe duvarı ve kapıda olduğu gibi bazı yapı bloklarında da bezemelerin tamamlanmadan bırakıldığı görülmektedir.

Tapınağın içinde bulunduğu alan Bizans Döneminde Piskoposluk Sarayı’na dönüştürülmüştür. Bu sırada halen ayakta olan yapı işlev değiştirerek saray kompleksinin bir parçası olarak hizmete devam etmiştir. Yeni bir işlev kazandığı bu dönemde naosuna dört paye eklenmiş ve batısında yer alan mekânla bağlantılı olması için bir kapı açılmıştır.