آتشکده آتشگاه بر فراز یک تپه سنگی به بلندای 100 متر در بخش ماربین اصفهان، در 3 کیلومتری جنوب خمینی شهر، 8 کیلومتری غرب اصفهان و نزدیک به آب روان زاینده رود قرار گرفته است. آتشکده آتشگاه یک سازه خشتی است  با خشت هایی از خاک رس به اندازه 40 در 40 سانتیمتر که در کنار هم پایه ها و بنیاد و دیوارهای سازه را برپا کرده است. میان هر دو لایه خشتی در بن سازه یک لایه نی به استوارتر شدن آن در گذر تاریخ یاری رسانده است.
روش چینش خشت ها در دیوارهای کنگرهای «هشت و گیر» است؛ برجسته و فرو رفته دیوارها همترازند. در بخش شمالی سازه اتاق هایی دیده می شود که به هم راه دارند. خشت های برخی از اتاقها 20 در 20 سانتیمتر است. همچنین برجی در بالاترین بخش تپه سنگی، در شمال سازه، هنوز بر جا مانده است که از درون 8 پهلو است و از بیرون گرد مینماید. در هر پهلوی برج و نیز اتاقها درگاه هایی هست.
دیولافوآ، باستان شناس فرانسوی، در سال 1882 میلادی از این آتشکده دیدن کرده و امکان داده که سازه در گذشته گنبدی نیز داشته است. او هم‌چنین از نشانه هایی بر جا مانده از خانه هایی متروک در پای تپه و بارویی با خشت های چهارگوش به ضخامت 40 سانتیمتر پیرامون آن‎ها نیز گزارش داده است.
هم‎چنین ویلیامز جکسن، زبان شناس امریکایی، در گزارش خود در سال 1903 میلادی، از آجر و سفال هایی از گِل زرد و نقشبرجسته و شالوده ای از ساروج که جایگاه آتشدان بوده است، یاد میکند. تاورینه، شاردن، کرپرتر و گدار هم گزارش هایی از این آتشکده نوشته اند. صادق هدایت در 1311 خورشیدی مینویسد «اگر این بنا به دست آدمها خراب نشده بود، شاید 100 سال دیگر هم خم به ابرویش نمی آمد».
در سده های میانه چندین تاریخ نگار و جغرافی نویس از دژ و بارو و آتشکده مهرین که با نام ماربین نیز شناخته می‌شود، یاد کردهاند. همچنین بلاذری نیز از دژ و باروی ماربین نام برده است. ابن رسته بازسازی این دژ و بارو را به بهمن پور اسفندیار پیونده داده است. مسعودی از گرایش زرتشتیان به این سازه نام برده است و ابن حوقل و مافروخی آتشکده بودن آن را به روشنی یاد کردهاند. ابن اسفندیار از کوشش های اسماعیلیان در سده های میانه در این سازه نام برده است.
در پژوهش های امروزه روشن شده است که نخست دژ ماربین ساخته شده و سپس درون آن آتشکده آتشگاه بنا شده است. سفالینه‎های پارتی یافت شده پیرامون دیوارها، سازه را با دوران اشکانی پیوند میدهد، همچنین ساخت آتشکده‌های ساسانی بیشتر از سنگ است، تا خشت!