В 2000 руины храма и археологическая территория вокруг него включены в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Строительство храма длилось 20 лет. Инициатором его возведения стал католикос Нерсес III Строитель. Строительством церкви занимались мастера из древнего города Двина, которые были приглашены самим Нерсесом III.
Храм простоял около 300 лет и примерно в 930 г. он был разрушен мощным землетрясением. Со временем на месте храма Звартноц образовался большой холм, где можно было увидеть остатки четырех пилонов. В ХХ ст. на этом месте начались проводиться археологические раскопки. В 1901-1907 гг. под руководством архитектора Т. Тораманяна, из-под векового слоя земли были извлечены руины древнего храма, после чего был представлен его проект.
Храм Звартноц представлял собой круглый в основании трехъярусный храм. Высота здания храма составляла 49 м. Церковь возвышалась на площадке, окруженной частично сохранившимся ступенчатым пьедесталом. Церковь держалась на четырех мощных 20-метровых колоннах. Второй ярус храма с трех сторон был сквозным, а его стены опирались на шесть больших колонн. Всю композицию завершал высокий многогранный купол. В церкви находилось пять входов.
Стены церкви были украшены богатой мозаикой и каменной резьбой с изображением виноградной лозы, ветвей граната и геометрических узоров тончайшей работы. Среди произведений мастеров-камнерезов особого внимания заслуживает портретная галерея из скульптурных поясных изображений людей.