این آتشکده در دوران ساسانی و برای انجام مراسم آتش؛ که فقط موبدان زرتشتی بدان راه داشته‌اند، ساخته شد. طی سال‌های گذشته نیز در دامنه شرقی تخت رستم یک محوطه باستانی در حدود 10 هکتار شناسایی شده است.
آتشکده تخت رستم از دو صفه یا تختگاه تشکیل شده که یکی از این صفه‌ها در قله صخره و دیگری در ارتفاع پایین تر قرار دارد.
صفه اول که در فضای آزاد قرار دارد محلی است که روی آن آتش می‌افروختند و روی صفه دوم مراسم مذهبی انجام می‌گرفته است. در فاصله 15 متری از تخت گاه پایینی یک بنای گنبدی شکل قرار دارد که احتمالا آتش مقدس را در آن نگه می‌داشتند.
در قسمت پائین کوه یک سکو و یک بنای کوچک وجود دارد. این بنای کوچک که در 15 متری سکو قرار دارد و تقریبا سالم مانده، سقف کوتاهی دارد؛ فاصله راس گنبد آن تا سطح زمین 238 سانتیمتر بوده و دارای دو مدخل با طاق‌هایی به سبک معماری‌های پیش از اسلام است.
کوه تخت رستم، مخروطی شکلی و از جنس آندزیت و سنگ‌های آتشفشانی است. در دامنه و نوک قله این کوه آثار معماری به صورت تختگاه وجود دارد که با استفاده از مصالحی نظیر سنگ و ملات گچ سنتی ساخته شده است.
اثر باستانی آتشکده تخت رستم یکی از آتشکده‌های مهم منطقه شهریار استان تهران در دوران ساسانی است و در سال 1316 با شماره 303 به ثبت ملی رسید.