Olympia ist ein Heiligtum des Zeus in Elis und war der Austragungsort der Olympischen Spiele der Antike. Bereits im Mittelhelladikum befand sich im Bereich der späteren Altis von Olympia eine Siedlung. Aus mykenischer Zeit stammen hingegen nur einzelne Funde, während auf einer Anhöhe westlich über Olympia in mykenischer Zeit eine bedeutende Siedlung existierte. Die Kultstätte entstand etwa im 10./9. Jahrhundert v. Chr. Ihre monumentalen Bauten erhielten ihre endgültige Form im 4. Jahrhundert v. Chr.. Im Jahre 426 n. Chr. ließ der oströmische Kaiser Theodosius II. die dort stattfindenden Spiele und Weihehandlungen verbieten, um das Heidentum zu bekämpfen.

Die Altis, der Heilige Hain von Olympia, ist die Bezeichnung für den Kernbereich des Heiligtums von Olympia. Einen der ursprünglichen Kernzellen des Kultes auf der Altis bildete das „Pelopion“, ein Grabhügel aus der Bronzezeit, den Herakles dem Pelops aufgeschüttet haben soll, den kultischen Kern der Brandopferaltar für Zeus. Eine weitere Keimzelle des Kultes stellte auch eine Erdspalte am Fuße des Kronoshügels dar, wo sich ein Orakel befand, das ursprünglich einer weiblichen Gottheit gewidmet war und später von Zeus übernommen wurde. Dieses Orakel spielte auch noch in historischer Zeit eine Rolle. Im Heiligtum entstanden mehrere Tempel und Altäre, an denen zahlreichen Göttern Opfer dargebracht wurden - Pausanias zählt 69 auf. Im Norden reihten sich, auf einer etwas erhöhten Terrasse am Fuß des Kronoshügels gelegen, zahlreiche Schatzhäuser griechischer Stadtstaaten auf und westlich davon das Prytaneion. Im Laufe der Zeit wurde die Altis immer reicher mit Weihgeschenken, die oft in Form von Statuen als Dank für Siege gestiftet wurden, und anderen Denkmälern ausgestattet. Die Altis, das Temenos Olympias, wurde im 4. Jahrhundert mit einer Mauer mit wahrscheinlich fünf Toren eingefasst.

Außerhalb des Temenos entstanden zahlreiche weitere Bauten für die Verwaltung und den Betrieb des Heiligtums, sowie Wettkampfstätten. Das Buleuterion (6. Jahrhundert v. Chr.) war der Sitz des Olympischen Rates. Das größte Gebäude in Olympia war das "Leonidaion", ein Gästehaus aus dem 4. Jahrhundert v. Chr., das in römischer Zeit umgebaut wurde. Als Trainingsstätten für Athleten gab es eine "Palästra" (3. Jh.) und für die leichtathletischen Wettkämpfe ein Gymnasion (2. Jh.) mit einem prunkvollen Propylon. Neben einem Badehaus bereits aus griechischer Zeit wurden in römischer Zeit mehrere Thermen errichtet. Ein Bau aus dem 5. Jahrhundert konnte, unter anderem durch daneben gefundene Werkstattabfälle, als die Werkstatt des Pheidias identifiziert werden, in der die monumentale Zeusstatue für den Tempel verfertigt wurde. Sogar das Stadion, in dem die Wettläufe stattfanden, liegt außerhalb der eigentlichen Altis. Die größte Anlage war das Hippodrom, das, vom benachbarten Fluss Alpheios weggespült, nicht erhalten ist. Der als Heratempel bekannte Tempel liegt im Nordteil der Altis und ist der älteste Peripteraltempel im Heiligtum und einer der frühesten dorischen Tempel in Griechenland. An dieser Stelle befand sich wahrscheinlich zuvor ein älterer Kultplatz. Errichtet wurde der Tempel um 600 v. Chr. wohl als ein Weihgeschenk der triphylischen Stadt Skillus. Vermutlich galt diese Weihung der nahegelegenen Stadt dem Herren des Heiligtums Zeus. Erst später, nachdem um 580 v. Chr. die Kontrolle über Olympia von Triphylien an Elis übergegangen war, wurde der Tempel der Göttin Hera umgewidmet. Anfang des 4. Jahrhunderts n. Chr. wurde der Tempel durch ein Erdbeben zerstört und danach nicht mehr wiederhergestellt.

Der am Stylobat 50,01 x 18,76 m große Bau hatte mit einer Ringhalle von 6 auf 16 Säulen einen verhältnismäßig langgestreckten Grundriss. Diese bestanden anfangs aus Holz und wurden erst allmählich gegen steinerne, jeweils im Stil der Zeit, ausgetauscht. Dies erklärt, weshalb die Säulen völlig unterschiedlich aussehen. Noch während der römischen Kaiserzeit wurde vom Reiseschriftsteller Pausanias eine Holzsäule im Opisthodom beobachtet. Die Wände waren im Sockelbereich aus Stein errichtet und darüber in altertümlicher Weise aus Lehmziegeln aufgemauert. Die Wandzungen, Anten genannt, waren mit Holzbrettern verkleidet, wie Zapfenlöcher bezeugen, um die Lehmwände an den Kanten zu schützen. Das Gebälk über den Säulen muss aus Holz bestanden haben, schon da keinerlei Reste erhalten sind. Ein sogenanntes lakonisches Dach bildete die Deckung des Baus. Die Giebel wurden von scheibenförmigen Akroteren aus Ton bekrönt, die einen Durchmesser von 2,5 m besaßen und jeweils aus einem Teil gebrannt waren. Pausanias berichtet über zwei Kultbilder im Inneren des Tempels: einer sitzenden Hera und einem stehenden Zeus. Der Tempel wurde außerdem genutzt, um eine Vielzahl von Gegenständen, wie zahlreiche Götterbilder und andere Weihgeschenke, aufzubewahren. Einer der wenigen Gegenstände, die heute noch erhalten sind, ist der Hermes des Praxiteles. Im Heratempel war auch der Tisch untergebracht, auf dem die Siegerkränze während der olympischen Wettkämpfe ausgelegt wurden. Heutzutage wird am Heratempel das Olympische Feuer entzündet.

Zwischen 470 v. Chr. und 456 v. Chr. errichtete der Baumeister Libon den Zeustempel im dorischen Stil. Der Ringhallentempel mit seinen 6 auf 13 Säulen (die Ecksäulen doppelt gezählt) war am Stylobat gemessen 64 mal 28 Meter groß und zählt zu den bedeutendsten Bauwerken der frühklassischen Architektur. Die Giebelfelder des Tempels waren mit Marmorskulpturen ausgestattet. Auf der Ostseite ist als Thema eine lokale Sage - die Wettfahrt zwischen Oinomaos und Pelops - dargestellt. Zeus erscheint in der Mitte als Schicksalsbestimmer: er wendet sich nach rechts zu Pelops, welcher die Wettfahrt gewinnen wird. Auf der rückwärtigen Westseite der Kampf der Lapithen gegen die Kentauren. Die Metopen der "inneren Fronten" über Pronaos und Opisthodom zeigten in Reliefs die zwölf Taten des Herakles. In der Cella des Tempels stand die über 12 m hohe Zeus-Statue des Phidias aus Gold und Elfenbein, die in der Antike zu einem der sieben Weltwunder gezählt wurde. Etwa hundert Meter westlich des Tempels liegt die Werkstatt des Phidias, in der dieser die Zeusstatue schuf. In byzantinischer Zeit wurde der Bau als Kirche weitergenutzt. Das Gebäude wurde im 6. Jahrhundert durch ein Erdbeben bis auf die Grundmauern zerstört.

Als Wahrzeichen des Heiligen Hains wurde noch vor den Olympischen Spielen 2004 eine der umgestürzten Säulen des Zeustempels wiedererrichtet. Auf die insgesamt 10,5 m hohe zweite Säule von Westen auf der Nordseite (N12) wurde die zwölf Tonnen schwere Nachbildung des dorischen Kapitels gehievt. Dadurch entstand ein plastischer Eindruck von der Größe des Bauwerks in der Antike. Das Stadion wurde nach den Ausgrabungen, 1961 wieder in der Gestalt hergerichtet, die es im 4. Jh. v. Chr. erhalten hatte (Stadionphase III). Gegenüber dem früheren Stadion (II) war es um 75 Meter nach Nordosten verschoben worden. Insgesamt war die Anlage des Stadions 213 Meter lang. Die Länge der Laufbahn betrug, zwischen den noch heute erhaltenen Rillen der Start- und Zielschwellen gemessen, 192,28 Meter, ihre Breite etwa 31 bis 32 Meter. Sie ist von einfachen Graswällen umgeben, auf denen rund 45.000 Zuschauer Platz fanden. Aus Stein war lediglich eine kleine Tribüne errichtet, die den Kampfrichtern und der obersten Priesterin des Heratempels vorbehalten war, die als einzige Frau den Spielen beiwohnen durfte. Als Zugang für die Athleten diente ein überwölbter Gang, der von der Altis unter dem westlichen Besucherwall hindurchführt. Das antike Längenmaß eines Stadions war 600 Fuß lang und entspricht, regional unterschiedlich, einer Länge zwischen 176,50 m und 197 m. Bei den Wettkämpfen wurde in Richtung Zeusaltar, d.h. in Richtung der Altis gelaufen.

Bereits am 14. August 1723 regte der Kunstschriftsteller Bernard de Montfaucon in einem Brief an Quirini, den Erzbischof von Korfu, der als Kenner der Antike galt, zur Ausgrabung von Olympia an. 1766 suchte der englische Theologe und Reisegelehrte Richard Chandler den Ort auf. Johann Joachim Winckelmann fasste 1768 Pläne, in Olympia zu graben, doch ereilte ihn bald darauf plötzlich der Tod. Der Franzose Fauvel schuf 1787 eine erste topographische Skizze und Beschreibung der Umgebung. Es folgten mehrere bedeutende englische Archäologen: 1805 Oberst Leake, 1806 Dodwell und Gell, die eine erste kleine Grabung auf den Resten des Zeustempels vornahmen, 1811 Cockerell, 1813 Lord Spencer Stanhope und sein Architekt Allason, die auf Grundlage systematischer Messungen einen topographischen Lageplan erstellten. Eine Gruppe französischer Gelehrter legte 1829 unter der archäologischen Federführung des Bildhauers Dubois und des Architekten Abel Blouet in knapp zwei Monaten große Teile des Zeustempels frei.

Eine systematische Freilegung weiter Bereiche der antiken Stätte erfolgte aber erst durch die deutsche Ausgrabung 1875 bis 1881 unter dem Direktorium in Berlin, dem die Archäologen Ernst Curtius und Friedrich Adler sowie der Geheime Legationsrat Dr. Busch vom Auswärtigen Amt angehörten. Die Leitung am Ausgrabungsort wechselte mehrmals. Die Archäologen Gustav Hirschfeld und Adolf Boetticher erkrankten in der Sumpfgegend des Tals an Malaria. Es folgten die Archäologen R. Weil, Georg Treu, später Adolf Furtwängler und Karl Purgold, sowie als Architekten und Bauführer Richard Bohn und Wilhelm Dörpfeld. Die ausführliche Beschreibung Olympias durch Pausanias (2. Jh. n. Chr.) ermöglichte dabei die Identifizierung fast aller ausgegrabenen baulichen Reste. Die Funde wurden in einem neu errichteten Museum am Rand der Ausgrabungsstätte untergebracht. Bis 1897 wurde eine umfassende, wissenschaftliche Publikation der Ausgrabung vorgelegt. Die Grabungen wurden durch das Deutsche Archäologische Institut ein Jahr nach den Olympischen Spielen in Berlin von 1936 wieder aufgenommen und dauern mit Unterbrechungen bis heute an. So wurde beispielsweise in aufwändigen Grabungen das Stadion freigelegt, restauriert und 1961 wieder eingeweiht. Ebenfalls freigelegt wurde die Werkstatt des Bildhauers Phidias. Die Ausgrabungen werden seit 1975 von Helmut Kyrieleis geleitet.

Bei den Olympischen Spielen 2004, deren Hauptaustragungsort Athen war, wurde das antike Olympia erneut auch Austragungsort von Wettkämpfen. Trotz der Proteste des "Zentralen Archäologischen Rates", der Schaden an den Ausgrabungsstätten befürchtete, fand dort der Wettkampf im Kugelstoßen statt. Im Jahr 2007 gab es einige sehr große, teilweise von Brandstiftern gelegte Waldbrände in der Nähe der antiken Stätten, bei denen leider viele Menschen ihr Leben ließen. Olympia wurde gerettet und kurze Zeit nach den Bränden unter viel Kritik wieder für den Tourismus freigegeben.