Il tempio di Giove Olimpico presenta singolarità costruttive uniche nell'architettura greca. Del tipo pseudo-periptero esastilo con mezze colonne addossate ai muri che fiancheggiano le pareti lunghe della cella e sei colonne intere su ogni lato corto, fu cominciato dopo la vittoria di Imera (480-470 a.C.) impiegando prigionieri cartaginesi, ma mai terminato: le guerre e i terremoti lo distrussero. Nei progetti del tiranno Terone sarebbe dovuto essere uno fra i più grandi templi dell'architettura greca e sebbene nessuna colonna sia rimasta ritta, la vista delle rovine è ancora grandiosa: le colonne, nelle cui scalanature trova posto un uomo, erano alte almeno 17 metri e avevano un diametro di 4,42 metri. Una particolarità di questo tempio sono i cosiddetti telamoni, colossali figure umane alte quasi 8 metri, realizzate in conci di pietra, che svolgevano una funzione non soltanto decorativa ma anche statica, sostenendo come cariatidi il peso della trabeazione interna; nel Museo archeologico regionale ne è stato ricomposto uno, il cui calco è collocato al centro della cella del tempio.