整个太阳金字塔的宽度为二百二十五米，高度为一百一十米。这是一个可以和埃及大金字塔相媲美的古代建筑奇迹。

太阳“金字塔”这个名称是于阿兹特克人在提奥提华坎文明消失后考古学家造访遗迹群时所取的，因为并无法知道提奥提华坎人替金字塔取的名称。它分成两个阶段被建造完成，第一个阶段建造时间约在100年左右，将金字塔扩张到接近现在的规模；第二阶段完成后，太阳金字塔的基座约为225米，高为64米。

第二阶段也在塔顶上建造一个祭坛，不过现在已经看不见了。金字塔的塔顶则在第3世纪初时建造了神庙状的建筑，大约是与羽蛇神神庙同时间建立的。在金字塔建造期间，石灰与石膏从周边地区输入提奥提华坎，作为提奥提华坎人所创造鲜艳壁画的原料。不过因为年代久远，这些壁画装饰与石膏已经完全看不见了，现在金字塔的侧面只有少数的图像被认为是属于金字塔壁画装饰的一部分，其中包括美洲豹的头、爪子、星星与蛇。

原先认为太阳金字塔是祭祀提奥提华坎社会的神祇，不过因为塔顶的神庙已经被毁坏了，所以直到现在还无法确定金字塔祭祀神祇的身分。有一些学者认为金字塔祭祀的是大女神，他也是提奥提华坎文化两个主要神祇的其中之一，不过现在几乎没有什么证据支持这项理论。

这个遗迹第一次主要的考古挖掘是由雷欧博尔多·巴特斯在1906年进行的。在1910年，为了纪念墨西哥独立100周年而进行太阳金字塔的修复，当时由巴特斯来监督。在过去的100年里，考古学家们在这座砂石堆彻而成的太阳金字塔上打了两条通道，但却没有发现任何墓葬。

“这样对金字塔的钻探工作暂时停了下来，因为不知道下一次该往何处挖”，墨西哥国立自治大学的核物理学家说。不过巴特斯对太阳金字塔所进行的修复的其中一部分遭到后来的考古学家所质疑。提奥提华坎的挖掘直到现在仍持续进行。佩卓·多赛于1925年在神庙地基的4个角落发现了骨骸，他认为这是在神庙中进行的人祭活动。

很多科学家相信太阳金字塔内可能藏有重要的遗物，但却一直没能揭示出太阳金字塔到底有何秘密。现在，物理学家有望通过一个非凡的实验定位太阳金字塔内可能存在的墓室或藏宝室。他们在金字塔下面设置了一个实验室，利用高能粒子来探测太阳金字塔的内部结构。

太阳金字塔是经由一条通往金字塔中心下方约6米的“洞穴”的人造隧道来建造的，原先它被认为是个天然洞穴，而且被解释成这可能是奇科莫兹托克的住所，在纳瓦特尔的传说中，这是人类起源的地方。最近更多挖掘活动显示这个地方是人造的，可能被当作皇家墓穴。

最近科学家使用Μ子探测器试图发现金字塔内部的其他房间，但是大量的劫掠阻止了发现提奥提华坎社会的房间的方法。这座金字塔的方位可能有一些人类学上的重要性。太阳金字塔是稍微偏向4月29日与8月12日这两天的日落水平点的西北边，这两天是对于提奥提华坎人占卜历年。

8月12日这一天是重要的，因为它标志著玛雅长期积日制历法的起始。除此之外，有许多重要的天文占星活动可以在金字塔这个地点被观测到，这些资讯对古老社会的农业与宗教系统都是相当重要的。

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