Costruite tra il 298 e il 306 furono le più grandi terme imperiali. Il muro perimetrale che delimitava una superficie quasi perfettamente quadrangolare di 14 ettari, oltre ad essere porticato verso l'interno, era dotato di ambienti e sale destinati a diversi usi.

Sul lato nord, l' attuale Via Gaeta, si aprivano gli ingressi dai quali il pubblico accedeva agli spogliatoi, alle palestre, alle sale per i massaggi e agli altri locali, simmetricamente disposti sull'asse maggiore, mentre sull'asse minore si succedevano la basilica, il calidarium, il tepidarium e la natatio, secondo lo schema fissato dalle più antiche terme di Traiano.
Apparteneva al recinto perimetrale anche la grande esedra, anticamente adibita a teatro e in epoca moderna trasformata in Piazza della Repubblica.
Molti ambienti delle antiche terme sono stati nel corso dei secoli riutilizzati ed adattati ad ospitare musei, facoltà universitarie e chiese.
Malgrado le numerose trasformazioni e manomissioni delle strutture,la planimetria di questo enorme complesso termale, alla costruzione del quale la tradizione vuole fossero stati destinati 40.000 cristiani, è ancora oggi perfettamente riconoscibile.