Древний гимнасий Олимпии находится к северо-западу от священной области Олимпии на плоской площадке у берегов реки Кладеон. Он прилегает к палестре, которая продолжает комплекс гимнасия к югу.
В гимнасии атлеты тренировались в беге и пентатлоне. Перед постройкой гимнасия тренировки проходили снаружи. Сохранившееся строение датировано II веком до н. э.
Гимнасий представляет собой большое четырехугольное здание с центральным двором, окруженным дорическими колоннадами. В западном крыле находились несколько комнат для атлетов. Наиболее изученное восточное крыло состояло из сплошной внешней стены, внутренней дорической стои и еще одной колоннады из 60 колонн вдоль двора. Нижние ярусы внешней стены были сделаны из поросовых блоков с опорами снаружи, а верхние — из кирпича.
Стоа, как и стадион, была длиной в один олимпийский стадий. На полу были нанесены метки, обозначающие старт и финиш, т. е. атлеты тренировались на такой же дистанции, как и во время Олимпийских игр.
Внутренняя колоннада делила стою вдоль на две параллельные дорожки — ксистос, пол которого был вычищен и выровнен, и парадром — внешняя дорожка со стороны двора.
Обширный двор, длиной примерно 220 м. и шириной 100 м., использовался для тренировок в метании копья и диска. Во II веке до н. э. к юго-восточному углу здания, напротив северо-западного входа в священную область, был добавлен монументальный пропилон. Пропилон состоял из коринфского портика длиной 15,50 м. и шириной 9,80 м., который стоял на ступеньках. Внутри пропилон был продольно разделен на три нефа двумя рядами коринфских колонн. Антаблемент был украшен бычьими головами и поддерживал каменный кессонный потолок.
Южная стоа, соединенная с палестрой на юге, была добавлена в I веке до н. э.
Гимнасий сохранился лишь частично. Его западное крыло было смыто рекой. Сохранившиеся остатки были раскопаны и изучены немецкой археологической школой в недавнее время.
