太阳金字塔是特奥蒂瓦坎最大建筑和中美洲最大建筑之一。它位于月亮金字塔和希乌达德拉（“城堡”）之间的亡灵大道旁，也处在特奥蒂瓦坎城附近巍峨“肥山”的阴影中。它是特奥蒂瓦坎城腹心大建筑群的一部分。
　　太阳金字塔这个名字是阿兹特克人起的。阿兹特克人把太阳、月亮乃至整个宇宙的创生地都放在了特奥蒂瓦坎。这座金字塔的建造主要分成两阶段。第一阶段是在公元100年前后，当时几乎就已完成它如今的规模。第二阶段的建造，让它实现了跨度225米、高度75米的规模，使得它成为世界第三大金字塔，但是比埃及吉萨大金字塔（高度是146米）矮得多。这座神圣大厦如今已失去一些高度，但现有高度依然达64米。与特奥蒂瓦坎的其他许多建筑一样，太阳金字塔也是阶梯式的，而非像埃及金字塔那样表面平滑，其建造用石也不如建造埃及金字塔所用的石料大。
　　3世纪初，第二阶段建造时，差不多在希乌达德拉、月亮金字塔、羽蛇神庙建造的同期，一个平台（讲坛）也被加到太阳金字塔顶部，也有说法是用木头建造的寺庙。在这里，可以对下方和周围的城市景致一览无余。但它没能留存至今。
　　在太阳金字塔表面，特奥蒂瓦坎人涂抹从周围地区进口的石灰石泥浆，然后绘制色彩鲜艳的壁画。事实上，在特奥蒂瓦坎的黄金时期，城里大多数建筑表面涂抹的都是灰泥，但太阳金字塔表面却涂成亮红色。虽然太阳金字塔历经数世纪风雨而依然屹立，但其表面的绘画和色彩几乎已荡然无存。只有为数不多的美洲虎头颅、爪子、星星和响尾蛇等图案，能让人们把太阳金字塔与它当初的精美壁画联系起来。
　　曾经有考古学家相信，太阳金字塔的建造目的是膜拜特奥蒂瓦坎人相信的一个神灵。然而，没有证据支持这种说法。由于对太阳金字塔顶部寺庙或讲坛的刻意破坏或自然毁损，导致考古学家如今已无法把这座金字塔与任何一个特定的神灵联系起来。
　　太阳金字塔的方向和结构，或许保有某种人类学意义。这座金字塔的方向稍稍偏向每年8月12日和4月29日水平线上日落点的西北，在特奥蒂瓦坎人的历法中这具有占卜意义。8月12日这天之所以重要，是因为它可能标志着又一个时代的开始日期。此外，许多重要的天象事件都能在太阳金字塔上观测到，这对于古代社会的农业和信仰体系来说都很重要。
　　17世纪，有人对太阳金字塔周边进行了发掘。19世纪，进行了小规模考古挖掘。1905年，首次进行较大规模发掘。1910年，太阳金字塔被重建，目的是庆祝墨西哥独立战争100周年。20世纪20、40和50年代，以及1960～1965年，分别进行了逐渐扩大到整个遗址范围的发掘，目的是清理亡灵大道，加固那些面朝它的建筑。
　　在1971年安装“声光秀”表演设备期间，工人们偶然发现了太阳金字塔下面一个通道和洞穴系统的入口，这为这座金字塔的建造目的，甚至可能为特奥蒂瓦坎自身的建造方位提供了线索。现在已经证实，太阳金字塔建在一条人工地道之上。这条地道通往位于金字塔底部下方6米的一个“洞穴”。这个洞也是人造结构，可能是一座王室墓。最近，科学家使用μ介子探测器，试图找到太阳金字塔内部的密室，但由于大规模盗挖，仍无法确知密室是否存在。
　　在太阳金字塔及其周围，考古学家只发现了为数不多的古文物。在太阳金字塔内部，他们发现了黑曜石箭头和人像，相似物品在附近的月亮金字塔和希乌达德拉的羽蛇神庙也有发现。这些物品可能代表着人殉（杀人祭神）。此外，在太阳金字塔的四个角都发掘到了儿童墓葬，它们可能是当初金字塔建造时献祭仪式的一部分。
　　特奥蒂瓦坎一些金字塔建筑的另一大特色，是它们包含一种宽而厚的云母，而这种云母必须从3200千米外的巴西运来。云母很容易剥落，而且又很脆弱，但在当时没有车轮的情况下，却要从很远的距离外把它们运来。不仅这样，云母只用于金字塔的内层，而不是用在外面能看见的地方，这是为什么？云母的一个特点是用作电子或电气装置的绝缘体。难道这也是它在特奥蒂瓦坎金字塔中的用途？这被一些人认为是特奥蒂瓦坎的又一个未解之谜。