Hoewel de tempel grotendeels verloren is gegaan kan aan de hand van afbeeldingen op antieke munten het uiterlijk enigszins gereconstrueerd worden. Het was een prostyl tempel met een hexastyl porticus (zes zuilen aan de voorzijde). De tempel was waarschijnlijk in de Korinthische orde. In de cella stond een groot beeld van Julius Caesar met een ster op zijn hoofd, dat verwijst naar de bekende ster in het zonnerad.

Het 3,5 meter hoge verlengde podium aan de voorzijde van de tempel heeft een halfronde opening, waarin een rond altaar stond. Dit was waarschijnlijk de plaats waar Caesar werd gecremeerd. Dit deel van het podium was de Rostra ad Divi Iulii. Dit was een sprekerspodium waar politici en redenaars het Romeinse volk konden toespreken. Tiberius sprak hier de grafrede voor Augustus uit.[3] Dit sprekerspodium mag niet worden verward met de oudere rostra aan de andere zijde van het forum. Aan het podium waren de voorstevens bevestigd van de schepen van Cleopatra en Marcus Antonius, die door Octavianus tijdens de Slag bij Actium waren buitgemaakt.

De tempel zelf stond op een 2,36 hoog tweede podium bovenop het eerste podium. Het heiligdom werd betreden door een trap aan de voorzijde tussen de zuilen. Het lagere podium werd bereikt via twee trappen aan de beide lange zijden. De tempel werd aan de beide zijden geflankeerd door een porticus. Dit was mogelijk de Porticus Iulia.

Hadrianus liet de Tempel van Caesar in de 2e eeuw restaureren zonder de stijl van de tempel aan te passen.