Gelegen op het heilige plein in de stedelijke sector van Machu Picchu, de belangrijkste tempel is een indrukwekkend rechthoekig gebouw bestaande uit 2 zijwanden en 1 achterwand. De basis van de tempel bestaat uit grote lithische stenen die meer regelmatige en precies gesneden stenen ondersteunen. De hoofdtempel heeft in totaal 17 trapeziumvormige nissen die waarschijnlijk werden gebruikt voor ceremoniële offers. De achterwand van de tempel heeft ook 6 grote stenen pinnen, die waarschijnlijk werden gebruikt om versieringen op te hangen of om op de een of andere manier de rituelen bij de tempel te ondersteunen.
Tijdens de Inca-tijden werd gezegd dat de tempel was versierd met kleurrijke mantels, emblemen en mummies van de belangrijkste Inca-leiders. De tempel zou vermoedelijk een beeltenis van P'unchao hebben gehuisvest, een goddelijk heilig symbool gemaakt van vast goud dat de Inca-god Wiraqocha vertegenwoordigt. Toen de Inca's Machu Picchu verlieten ten tijde van de Spaanse verovering, namen ze alle belangrijke voorwerpen mee die alleen de stenen structuur achterlieten die we vandaag zien.
Verschillende aardbevingen hebben in de loop der jaren de structuur van de Hoofdtempel ondermijnd en schade veroorzaakt. Het is het meest opmerkelijk in de achterste rechterhoek van het gebouw, waar de stenen zich hebben afgescheiden en naar beneden zijn verplaatst.