La Maison Carrée de Nîmes, le temple du forum de Nemausus, est aussi l'un des mieux conservés du monde romain et a été inscrite le 18/09/2023 au patrimoine mondial de l'UNESCO. Dans la continuité d'une politique de restauration et de mise en valeur du temple menée depuis 1683 et surtout en 1778-1781 sous la direction de J.-Fr. Séguier puis en 1816-1821 sous celle de St.-V. Grangent, la ville a décidé en 1990 d'abaisser le niveau de sol de l'extérieur du monument sur ses quatre côtés jusqu'au niveau de la plateforme antique. Ces travaux, portant sur 1500 m², ont entraîné la réalisation d'une fouille sur les côtés ouest et sud, ce qui a permis d'observer en détail deux îlots d'habitation antérieurs au forum, mais aussi un premier état de celui-ci. En 1991, des travaux de voirie menés rue Général-Perrier, au nord du temple, ont permis à Marc Célié de découvrir une mosaïque polychrome, aujourd'hui exposée au musée de la Romanité de Nîmes.

Situé à l'extérieur de l'enceinte gauloise et dévolu aux cultures depuis la fin du IIe siècle avant Jésus-Christ, ce secteur est urbanisé entre 75 et 50 avant J.-C. comme en témoigne la mise en place de deux rues enserrant un îlot d'une largeur de 28 m. 

Trois états de maisons se succèdent entre 75 et 15/5 avant J.-C., avant l'établissement d'un premier forum. Vers 75-50 avant J.-C., ces maisons ont des sols de terre battue, des murs fondés en moellons équarris liés à la terre et montés en adobes. Les couvertures de tuiles y sont attestées dès l'origine, l'ambiance domestique étant illustrée par une diversité de petits aménagements (foyers, dispositifs de stockage, égouts, etc.). Dans l'îlot le mieux connu, les limites de propriété prennent la forme de murs mitoyens. Les caractères généraux définissant cet habitat témoignent d'une ouverture aux influences romaines. De taille encore assez modeste, ces maisons à pièces multiples et cour intérieure, présentent des plans peu réguliers, des surfaces habitables modestes et des murs fondés sur solin de pierres avec liant de terre.

Dans la seconde moitié du I^er siècle avant J.-C., on note l'apparition de seuils en pierre de taille et d'enduits de chaux sur quelques murs et, vers 30 avant J.-C., de sols construits, en béton et/ou en mosaïque, en particulier dans la portion de maison reconnue sur le côté nord de la place, où l'influence italique est très nette, tant par le plan que par la présence de pavements. La mosaïque polychrome, aujourd'hui exposée au musée de la Romanité de Nîmes, appartient à une tradition hellénistique – en référence à des réalisations connues par exemple à Alexandrie, à Pergame, à Délos, en Sicile ou en Grande-Grèce. Son tapis central, qui présente un fleuron entouré de motifs géométriques et d'un rinceau, est bordé par une frise de nageurs et de dauphins en silhouette noire qui paraissent converger vers un cratère à vin. Cette petite salle de 3,60 x 4,20 m était contiguë, au sein de la même maison, à une autre pièce mosaïquée découverte en 1822, ornée d'un foudre à deux paires d'ailes et faisceaux d'éclairs, attribut de Jupiter.

La mise en évidence d'un ensemble public antérieur à la Maison Carrée est l'une des informations majeures apportées par la fouille. Un accès large de 10 m, au sud, paraît constituer l'axe médian de ce premier ensemble couvrant près de 3000 m² et dont la construction a nécessité la destruction des habitations antérieures. La fouille montre qu'il se composait d'une vaste cour (17 x 28,50 m) cernée sur trois côtés par une galerie, mais aussi qu'il paraît bien n'avoir jamais été achevé, comme en témoignent l'absence de sols, la rareté des départs d'élévations et l'inachèvement d'un égout traversant la galerie occidentale. Côté est, se trouvait un bâtiment dont la fonction reste incertaine. Datée du dernier quart du I^er siècle avant J.-C., la construction a toutefois pu être menée jusqu'à un stade assez avancé si l'on tient compte de nombreux trous de poteaux et fosses de calage qui évoquent la mise en place de machines élévatoires ou d'échafaudages. À cet ensemble public initial succède rapidement un nouveau programme qui, avec les portiques et la curie (21,50 x 15,60 m ; salle de réunion du sénat municipal), couvrait près de 9000 m². Principale composante de ce programme, la Maison Carrée est un temple pseudo-périptère (où la rangée de colonnes qui entoure l'édifice se réduit à des demi-colonnes autour de la cella), l'un des mieux préservés des temples dédiés au culte impérial dans les provinces romaines. Établi sur un puissant soubassement, son podium (31,81 x 15,01 m), qui surplombe la plateforme de 2,65 m de haut, supporte 30 colonnes d'ordre corinthien hautes de 8,96 m formant un rectangle de 26,42 x 13,54 m. 

Ces colonnes cannelées, qui rythment les façades, sont couronnées de chapiteaux à deux rangées de feuilles d'acanthe, végétal emblématique du dieu Apollon. Au-dessus, l'entablement se compose d'une architrave divisée en trois bandeaux par des rangs de perles et pirouettes, puis d'une élégante frise de rinceaux que surmonte une corniche à modillons dont l'ornementation associe des rangées d'oves et de fers de lance, de rais de cœur, de denticules, de méandres de svastikas, de rosaces et un chéneau où se détachent des mufles de lion. Tous ces ornements ont été réalisés dans un calcaire marbrier extrait de la carrière du Bois des Lens (située 20 km à l'ouest de Nîmes).

Ce monument nous est parvenu grâce aux occupations successives qu'il a connues : il servait encore pour les affaires publiques et comme maison consulaire au Moyen Âge, avant d'être transformé au XV^e siècle en appartements sur deux étages avec écurie, puis en couvent (1670-1789) et en préfecture du Gard (1802-1805).

On parvenait par un escalier frontal de 15 marches, reconstituées dans les années 1816-1822 d'après deux emmarchements retrouvés in situ, au pronaos, puis à la cella (16 x 10,50 m) par une porte monumentale dont l'encadrement a inspiré de nombreuses entrées d'immeubles nîmois au XIX^e siècle. Dans son état actuel, la porte elle-même date de 1823. À cette date, le monument est transformé en musée des beaux-arts, rassemblant également des collections archéologiques (inscriptions et sculptures, monnaies antiques, mosaïques, etc.).

Au-dessus de l'escalier, l'entablement portait une dédicace sur deux lignes – la première à hauteur de la frise de rinceaux, une seconde sur l'architrave –, indiquant le rôle de l'édifice, inscrite en lettres de bronze dont il ne reste que les trous de scellement dans la pierre : 

« À Caius César, fils d'Auguste, consul. À Lucius César, fils d'Auguste, consul désigné. Princes de la Jeunesse »

Le temple a pu d'abord être dédié au culte de Rome et d'Auguste, avant que la mort précoce des deux héritiers présomptifs de l'empereur (et fils d'Agrippa, le « patron » des Nemausenses, et de Julie, fille d'Auguste), celle de Lucius César vers 2-3 après J.-C. (à Marseille), puis de Caius décédé en 4-5 en Lycie (Turquie), entraîne un changement de dédicace et l'ajout de la seconde ligne. C'est pour mettre en valeur le monument qu'il fut dégagé d'abord sur ses trois côtés jusqu'au niveau de sa plateforme au début du XIX^e siècle, le percement de la rue Auguste offrant une belle perspective sur son fronton. Cette mise en valeur s'est poursuivie côté ouest, dans les années 1990, parallèlement à la construction de la médiathèque Carré d'Art.