Le terme costituiscono il più grande stabilimento termale dell’antichità è di circa 140.000 metri quadrati, escludendo la cisterna rinvenuta in Piazza dei Cinquecento, alimentata da un ramo dell'Aqua Marcia (acquedotto). Costruite in mattoni, furono erette da Massimiano e Diocleziano fra il 298 e il 306 d.C., oltre ad essere le più perfette del mondo antico, erano le più grandi infatti potevano ospitare fino a tremila persone alla volta. L'enorme edificio termale comprendeva un complesso centrale con calidarium, tepidarium e natatio (ambienti per bagni caldi o tiepidi e piscina di acqua fredda, in parte conservati) disposti lungo l'asse minore, e palestre ai lati dell'asse maggiore, con un ampio recinto circostante adibito a giardino.