Τα κατάλοιπα του Τελεστηρίου που σώζονται σήμερα ανήκουν σε τουλάχιστον 4 κύριες οικοδομικές φάσεις: της Περίκλειας περιόδου, των αρχών του 4ου αι. π.Χ. όπου κατασκευάστηκε η Φιλώνειος στοά και των μεταγενέστερων ρωμαϊκών επισκευών και πιθανών ανακατασκευών. Ιδιαίτερα σημαντικά είναι και τα κατάλοιπα της Πεισιστράτειας φάσης (θεμελίωση, κατώτερο τμήμα τοίχου και κρηπίδας και βάσεις κιόνων). Τέλος, σε βαθύτερα στρώματα διατηρούνται κατάλοιπα παλαιότερων φάσεων, όπως της μυκηναϊκής, γεωμετρικής και πρώιμης αρχαϊκής.
Στο πλαίσιο της μελέτης συντάχθηκε αποτύπωση του μνημείου, στην οποία συμπεριελήφθη και το δυτικό, υψηλό άνδηρο. Η αποτύπωση βασίστηκε στη φωτογραμμετρική αποτύπωση και τρισδιάστατη σάρωση που πραγματοποίησαν ο Β.Μπάκας, Τοπογράφος Μηχ., και ο Σ.Γεσαφίδης, φωτογράφος, στη Διεύθυνση Έρευνας και Τεχνικής Υποστήριξης Μελετών και Έργων Αναστήλωσης του ΥΠ.ΠΟ.
Το μνημείο θεμελιώνεται πάνω σε βράχο, ο οποίος παρουσιάζει έντονη κλίση από τα βορειοδυτικά προς τα νοτιοανατολικά. Η θεμελίωση του μνημείου στην ευρύτερη δυτική πλευρά γίνεται απευθείας στον βράχο. Λόγω της έντονης κλίσης του, όμως, για την έδραση μεγάλου τμήματος της βόρειας και νότιας πλευράς καθώς και ολόκληρης της ανατολικής κατασκευάστηκε στερεοβάτης από βιογενή, κλαστικό ασβεστόλιθο διαφόρων ποιοτήτων.
Οι τοιχοβάτες και οι ορθοστάτες του Περίκλειου κτηρίου, ο εξωτερικός λίθος της ευθυντηρίας, ορισμένοι κατώτατοι σπόνδυλοι καθώς και το πλακόστρωτο δάπεδο της Φιλωνείου Στοάς είναι κατασκευασμένα από Ελευσινιακό λίθο.
Σώζονται, επίσης, και σπόνδυλοι κατασκευασμένοι από ασβεστόλιθο.
Η ανωδομή του κτηρίου (λιθόπλινθοι, επιστύλια, επίτοιχα επιστύλια, θριγκός), πιθανώς δε και τμήματα των τοίχων που σώζονται εκατέρωθεν των εισόδων και οριοθετούν τις κερκίδες καθώς και οι κίονες της Φιλωνείου Στοάς κατασκευάστηκαν από Πεντελικό μάρμαρο.
Ανάλυση και χαρακτηρισμός των δομικών υλικών και της παθολογίας τους περιλαμβάνεται στην μελέτη των Α.Γαλανού και Ι Δογάνη «Εκτέλεση δειγματοληψιών και εργαστηριακών ερευνών των πετρωμάτων της περιοχής του Τελεστηρίου για τον σχεδιασμό νέων συμβατών υλικών για μελλοντικές εργασίες στερέωσης και συντήρησης του μνημείου», 2015).
