Der so genannte Tempel A wurde im ersten Jahrhundert n. Chr. gebaut und während der Herrschaft von Diokletian (284-305) erweitert.
Er war ursprünglich den Gottheiten Apollon, Artemis und Aphrodite und später dem Kaiser gewidmet. Die anfängliche Annahme, der Tempel sei dem Zeus gewidmet gewesen hat sich als unhaltbar erwiesen, obwohl es Analogien zum Zeus-Tempel in Aizanoi gibt. Beide Tempel, also auch Tempel A, verfügen über ein Gewölbe unterhalb des Naos.
Der eigentliche Tempel besteht aus den Naos und dem unterirdischen Raum. Um einen Blick auf das Innere zu ermöglichen, wurde in Laodikeia die gewölbte Kammer 2006 mit einem Stahl- und Glasbau überdacht. Die so entstandene Fläche bildet so eine Panoramaterrasse mit Blick auf die Lykos-Ebene und die Kalk-Sinterterrassen von Pamukkale.
Der Naos erhebt sich auf einer hohen Plattform, die mit Travertinblöcken gebaut und mit Marmor verkleidet ist. An der südöstlichen Ecke führt eine Wendeltreppe zum Gewölbe hinab. Diese Kammer diente zur Lagerung der Gaben an den Tempel. In byzantinischer Zeit beherbergte es das Archiv der daneben errichteten großen Basilika.

Tempel A war in einen, mit Wandelhallen umringten Innenhof integriert. Das schreckliche Erdbeben von 494 brachte auch die Tempelanlage zum Einsturz. Nach der Katastophe dienten weite Teile der Stadt als Steinbruch. Der Hof blieb aber bis zum großen Erdbeben im frühen siebten Jahrhundert in Gebrauch
Anhand der noch vorhandenen Baureste konnte nur noch die Forderfront rekonstruiert werden.

Apollon (deutsch auch Apoll) ist in der griechischen und römischen Mythologie der Gott des Lichts, der Heilung, des Frühlings, der sittlichen Reinheit und Mäßigung sowie der Weissagung und der Künste, insbesondere der Musik, der Dichtkunst und des Gesangs; außerdem war er Gott der Heilkunst und Gott der Bogenschützen. Als in Didyma gezeugter Sohn des Göttervaters Zeus und der Göttin Leto (lateinisch Latona) gehörte er wie seine erstgeborene Zwillingsschwester Artemis (lateinisch Diana) zu den Olympischen Göttern, den zwölf Hauptgöttern des griechischen Pantheons.

Aphrodite ist gemäß der griechischen Mythologie die Göttin der Liebe, der Schönheit und der sinnlichen Begierde und eine der kanonischen zwölf olympischen Gottheiten. Sie wurde insbesondere als Schutzherrin der Sexualität und Fortpflanzung verehrt, die sowohl den Fortbestand der Natur als auch die Kontinuität der menschlichen Gemeinschaften gewährleistete. Ihr Pendant in der römischen Mythologie ist Venus.