La découverte du bâtiment et l’analyse des anciennes et nouvelles trouvailles archéologiques ont permis de comprendre comment ce lieu est devenu, dès le Ier siècle après J.-C., et est resté ainsi au moins jusqu’au IVe siècle après J.-C., un quartier résidentiel avec des bâtiments à caractère public. Intégré dans l’enceinte murale à la suite de l’agrandissement de 440 après J.-C., le complexe conserva en effet sa fonction thermale jusqu’à l’époque tardive, lorsqu’une rénovation majeure fut entreprise.
L’aire archéologique comprend une série de salles thermales et représente toujours l’exemple le plus complet de thermae documenté à Neapolis. L’ensemble, qui s’étend sur une surface de plus de 900 m², peut être daté entre le milieu et la fin du Ier siècle après J.-C. Le bâtiment comportait vraisemblablement l’accès principal sur l’axe routier antique (decumanus), repris par l’actuelle via Benedetto Croce, s’organisant en deux secteurs parallèles : celui de la piscine, probablement face à une cour ayant une fonction de gymnase, et celui des espaces thermaux eux-mêmes.
De l’ancienne palestra, seules quelques traces du mur périmétral de la zone à portique et un corridor qui séparait la palestra de la piscine sont visibles aujourd’hui ; de cette dernière, initialement couverte, subsistent les vestiges du bord et des escaliers d’accès. Sur le côté sud de la fouille, une vasque octogonale, d’époque postérieure, fut installée dans une pièce qui constituait probablement à l’origine l’accès à la piscine.
Sur tout le côté ouest se trouve également un conduit d’eau, peut-être partie d’une plus grande conduite dérivée de l’aqueduc de Serino.
Les salles thermales véritables sont réparties sur deux niveaux, dont un hypogée. Dans la pièce centrale du rez-de-chaussée, le laconicum (pour les bains d’air chaud et sec), relié aux tepidaria (pour les bains à température moyennement chaude), on observe des traces évidentes de canalisation : les tubuli, pour le passage de l’air chaud, et quelques petites colonnes creuses (suspensurae), qui soutenaient le sol suspendu au-dessus de l’hypocauste.
Dans la zone nord de la fouille se trouve, transformée ultérieurement en citerne, une salle qui, par son orientation vers le nord, suggérerait un frigidarium (pour les bains d’eau froide) ou un nymphée.
À l’arrière du mur sud de celle-ci se trouve enfin un vestibule, par lequel on accédait au niveau hypogée. Certains objets découverts au cours de l’exploration du bâtiment thermal sont exposés dans l’une des salles du Musée de l’Œuvre de Santa Chiara, avec les restes des aménagements sculpturaux ainsi que les objets d’usage courant et d’art sacré récupérés de l’église d’époque angevine (XIVe siècle), de son cloître et de son monastère, survivants à l’incendie qui détruisit le complexe monumental en 1943.
Ouvert en 1995 dans quelques salles du monastère autrefois occupées par les appartements des moniales, le Musée raconte les histoires constructives et le développement historique et artistique de la citadelle franciscaine.
