Della Domus Aurea oggi resta soprattutto il nucleo edilizio del colle Oppio, formato da circa 150 ambienti, articolati attorno ad una sala a pianta ottagonale, vero e proprio fulcro di tutto il complesso, esteso sulla fronte per una lunghezza di circa 400 metri.
Il padiglione - cuore dei resti della Domus Aurea - si ergeva sul pendio meridionale del colle ed era con ogni probabilità collegato da terrazzamenti allo stagnum Neronis. Questa sezione della Domus Aurea sopravvisse per circa 35 anni alla morte dell'imperatore, venne abitato da Otone, che, secondo Svetonio (Otho, 7) spese ben 50 milioni di sesterzi per completare il palazzo neroniano:
VII. Dein uergente iam die ingressus senatum, positaque breui ratione quasi raptus de publico et suscipere imperium ui coactus gesturumque communi omnium arbitrio, Palatium petit. Ac super ceteras gratulantium adulantiumque blanditias ab infima plebe appellatus Nero nullum indicium recusantis dedit, imno, ut quidam tradiderunt, etiam diplomatibus primisque epistulis suis ad quosdam prouinciarum praesides Neronis cognomen adiecit. Certe et imagines statuasque eius reponi passus est et procuratores atque libertos ad eadem officia reuocauit, nec quicquam prius pro potestate subscripsit quam quingenties sestertium ad peregendam Auream domum.
ed anche dal suo successore Vitellio. La moglie di quest'ultimo, Galeria, tuttavia, non apprezzava il palazzo imperiale, ritenendolo addirittura "disagevole e poco dignitoso" (Dione Cassio, LXV, 4).
Quando, nel 104 d.C., un incendio devastò in parte il padiglione, la parte superiore venne abbattuta per lasciare posto alle Terme dell'imperatore Traiano: tutti i materiali preziosi, il marmo e le decorazioni vennero portati via ed i cunicoli vuoti vennero riempiti per creare un sostegno alle nascenti platee soprastanti.
Divenuto, dunque, un ambiente sotterraneo e colmo di terra, il padiglione è stato riscoperto nel Quattrocento e gli scavi regolari nei suoi ambienti sono cominciati a partire dal Settecento. Oggi non si può apprezzare appieno la magnificenza architettonica e decorativa dei suoi resti a causa soprattutto della mancanza di un elemento - i giochi di luce - che doveva essere invece fondamentale quando il palazzo, per brevi anni, fu al culmine del suo splendore. Lo sforzo di immaginazione che viene richiesto al moderno visitatore non potrà mai eguagliare i magnifici riflessi che il sole, penetrando dai cortili e dalle pareti di alabastro sicuramente creava sulle lamine d'oro delle decorazioni.
Secondo studi recenti, mirati a considerare il padiglione inserito nel più vasto complesso della Domus Aurea, il palazzo non avrebbe mai assunto carattere residenziale: la mancanza di segni di cardini sugli stipiti, la mancanza di cucine, latrine ed impianti di riscaldamento farebbero ipotizzare - uniti al fatto che gli ambienti mancano di un ingresso monumentale e sono tutti egualmente accessibili - che il palazzo fosse un padiglione "dinamico", come luogo di passaggio all'interno della Domus Aurea, in cui l'imperatore ed i suoi cortigiani si potessero soffermare a rimirare le opere d'arte e le decorazioni degli interni: riservato probabilmente solo allo svago e all'ozio dell'imperatore e dei suoi ospiti, in una cornice ricca di bellezze naturali.
Gli ambienti interni, costruiti in opera laterizia, sono per la maggior parte coperti da volte a botte di altezza variabile tra i 10 e gli 11 metri. La planimetria di quanto si conserva permette di distinguere due settori: uno occidentale, caratterizzato da un cortile-giardino a pianta rettangolare, circondato da un portico di ordine ionico, lungo i cui lati si articolano le sale che - si pensa - formavano il settore privato della residenza neroniana. A questo settore appartengono alcuni degli ambienti più famosi: la Sala della volta delle civette, cosÏ detta dai motivi decorativi della volta, riprodotta poi nei disegni e nelle incisioni del Settecento; il Ninfeo di Ulisse e Polifemo, il cui nome è ispirato al soggetto a mosaico riprodotto al centro della volta, conosciuto da altri ninfei di ville imperiali, come quelle di Baia.