Das Pantheon ist in dem als Neue Anlagen bezeichneten Gartenraum des Wörlitzer Parks gelegen. Hierbei handelt es sich um eine verkleinerte Nachbildung des Panheons zu Rom. Nach dessen Vorbild und nach Kenntnis des englischen Beispiels von Chiswick House wurde es in klassizistischer Intention von Friedrich Wilhelm von Erdmannsdorf im Auftrag von Fürst Leopold Friedrich Franz von Anhalt- Dessau erbaut. Die Grundidee des Pantheons, das in der Antike ein zur Verehrung aller Götter geweihter Tempel darstellte, wurde auch für das Wörlitzer Pantheon übernommen.
Der Zentralbau untergliedert sich in drei Geschosse: Der Unterbau erstreckt sich in Nord-Süd-Richtung unterhalb des Deiches. Er besteht aus einem langen, genau in der Mittelachse des Bauwerks liegenden grottenartigen, tonnengewölbten Gang und einem quer dazu liegenden Eingangsbereich, über den man in das Kellergeschoss des Gebäudes gelangt. Das Kellergeschoss wiederum untergliedert sich in einen runden, in der Art einer Kugelkalotte gebildeten Mittelraum, und einem darum befindlichen Umgang. Das Kellergeschoss des Pantheons diente der Präsentation von Reliefs ägyptischer Gottheiten, deren Kopien heute noch ausgestellt sind. Über die Wendeltreppe des Treppenaufgangs gelangt man in das Erdgeschoss des Gebäudes. Den Hauptzugang des Gebäudes erhält man vom Deich her, durch den rechteckigen Portikus, der in südlicher Richtung dem Rundbau vorgelagert ist. Im Erd- und Obergeschoss setzt sich die Aufteilung des Hauptraumes in Mittelraum und äußerem Umgang fort. Während jedoch jeweils ein Umgang pro Geschoss vorhanden ist, reicht der Mittelraum über zwei Geschosse und erfährt lediglich eine indirekte Teilung durch ein Kranzgesims. Im Erdgeschoss sind Mittelraum und Umgang, ähnlich wie im Keller durch drei Durchgänge verbunden, während die Wand zwischen Mittelraum und Umgang im Obergeschoss durch acht Rundbogenöffnungen geöffnet wird. Das Pantheon diente hauptsächlich zur Aufstellung der neun antiken Musen mit ihrem Führer Apollo Musagetes, aber auch zur Präsentation weiterer Antikensammlungen, die sich größtenteils noch im Erdgeschoss des Gebäudes befinden.
Wie zahlreiche weitere Objekte im Dessau-Wörlitzer Gartenreich wurde auch das in den Elbwall des Wörlitzer Parks hineingebaute Pantheon während des Sommerhochwassers im Jahr 2002 erheblich in Mitleidenschaft gezogen.
In Vorbereitung auf eine Instandsetzung und Restaurierung erfolgte eine detaillierte Untersuchung des Objekts, die folgende Arbeiten beinhaltete:
-Sichtung der Literaturquellen, Zusammenstellung der wichtigen Informationen zur Baugeschichte
-Bauarchäologische und restauratorische Untersuchung der Decken, Fußböden und Wände sowie der Ausbauteile und der ortfesten Ausstattung zur Analyse der baulichen Entwicklung des Gebäudes
-Kartierung der Schäden
-Naturwissenschaftliche Untersuchungen von Wandfassungen sowie Putz- und Mörtelproben
-Schriftliche und fotografische Dokumentation, Raumbucherstellung