De Grote Tempel was het belangrijkste religieuze gebouw in Tenochtitlan.
Het was een enorme trappenpiramide met vier verdiepingen, die hoog boven de stad uit torende. Op de imposante top van deze piramide van de Grote Tempel stond een dubbel heiligdom. De piramide zelf was gebouwd van steenblokken die uit de bergen waren gehaald, en was versierd met schilderwerk en beeldhouwwerk.

Een dubbele trap voerde naar de top, zo'n 30 meter hoog. Het dubbel heiligdom was gewijd aan twee verschillende goden. Het linker was gewijd aan Tlaloc, god van de regen en de vruchtbaarheid, het rechter aan de Huizilopochtli, "Blauwe kolibrie", god van de zon en de oorlog. Deze goden stonden voor de twee belangrijkste dingen in het leven van de Azteken - regen, van levensbelang voor een goede oogst, en oorlog, de onuitputtelijke leverancier van gevangenen voor de mensenoffers. De twee heiligdommen waren overvloedig versierd met houtsnijwerk en afbeeldingen van wonderlijke wezens.
Binnen stonden reusachtige beelden van de goden. Het beeld van Tlaloc was half mens en half krokodil. Zijn lichaam was bedekt met zaden die de vruchtbaarheid van het land symboliseerden. Het beeld van Huizilpochtli was bedekt met edelstenen, goud en parels. Zijn ogen waren spiegels, die je vanuit een gouden masker aanstaarden. Om zijn nek had hij een ketting van vergulde mensenharten.