این بنای خشتی غریب که بر فراز کوهچهای به بلندای ۱۰۰ متر (نسبت به دشت اطراف) در بخش ماربین اصفهان جای دارد، نخستین بار از سوی اوستا شناس بزرگ «ویلیامز جکسن» در اوایل قرن بیستم میلادی، مورد توجه و بررسی علمی قرار گرفت.
«آندره گدار» به سال ۱۹۳۸ میلادی، در یکی از مجلدات «آثار ایران» که اختصاص به بناهای آتش داشت، گفتاری کوتاه ولی اصولی و دقیق درباره آتشگاه اصفهان میآورد. سپس «ماکسیم سیرو» در اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی، بررسیهای دقیقی را در آتشگاه به انجام میرساند، و برای نخستین بار اقدام به تهیه نقشههای معماری صحیح از آن مینماید. کمی بعدتر، «کلاوس شیپ مان» با حضور درآتشگاه، آن را از نزدیک مورد مطالعه قرار داده و گزارش خود را در کتابی درباره بناهای آتش ایران، به زبان آلمانی انتشار میدهد. از ایرانیان، نخستین بار «رشید شهمردان» (که یک موبد پارسی ایرانی تبار بود) در کتاب «پرستشگاه زرتشتیان»، ضمن برشمردن و توصیف اکثر آتشخانههای ایران، از پناه گرفتن اسماعیلیان اصفهان به آتشگاه در اواخر سده پنجم هجری خبر میدهد. «علیرضا جعفری زند» به سال ۱۳۸۱ خورشیدی مجموعه گزارشها و بررسیهای ارزنده خود درباره «اصفهان پیش از اسلام» را در قالب کتابی به همین نام منتشر مینماید. در این کتاب، بر کاربری مذهبی آتشگاه تاکید شده و با استناد به نتایج آزمایش سالیابی به روش کربن ۱۴، «آتشگاه» یک معبد ایلامی دانسته میشود که بعدها تبدیل به یک معبد مهری میگردد.
«میترا آزاد»، در رساله دکتری خود تحت عنوان «بررسی تحول بناهای مذهبی دوره ساسانی به بناهای مذهبی قرون اولیه اسلامی ایران» (دانشگاه تربیت مدرس- سال ۱۳۸۴ خورشیدی) با تکمیل کردن گزارش موبد شهمردان در ذکر آتشخانههای ایران، و یاری گرفتن از مطالعات «دیتریش هوف» درباره گونه شناسی چهارتاقهای ساسانی فارس و نیز مطالعات «شیپ مان» در روند دگرگونی و توسعه آتشکدهها، به شرح بناهای مذهبی ایران پیش از اسلام میپردازد و در جایی که از آتشگاه اصفهان سخن میراند، بنای استوانهای شکل فوقانی آن را از نظر دارا بودن پلان دایرهای شکل، با بنای موسوم به «آتشگاه چاهک» در استان قم مقایسه میکند.
از آتشگاه اصفهان در متون کهن، به نام «دژ ماربین/مهرین» یاد شده و اشاراتی درباره شهرک باستانی «مهرین» رفته است. یافته شدن سفالهای گورتان و نامهای باستانی روستاهای ماربین، گواه بسندهای است بر وجود فرهنگ و تمدنی دیرسال در این بخش، که متاسفانه بسیار مورد بی توجهی واقع شده است. بافت ساختمانی این مجموعه از لایههای خشتی است. میان دو ردیف خشت را هم یک لایه نازک نی (که از رودخانه آورده میشده) قرار میدادند تا بر استحکام آن بیفزایند. پایههای بزرگ و خشتی بنا تقریبا از میانه تپه آتشگاه آغاز میشوند و در بالا به ستونهایی محکم و قابل اعتماد تبدیل میشدند که در گذشته اتاقهایی نیز بر روی آنها قرار داشتهاست. در برخی جاها نیز بقایایی از راه پلههایی منظم و کنده شده در دل سنگ بچشم میخورد که تا بالا ادامه داشتهاست اما امروزه از میان رفتهاند. در بالای تپه بنایی گرد ساخته شده که میتوان آنرا نقطه نهاییمعماری این بنا معرفی کرد. بر روی تپه، هیچ بنایی بلندتر از آن ساخته نشدهاست. این اتاق دارای هشت گوشهاست و در هر گوشه یک پنجره هم رو به بیرون دارد. گفته میشود موبدانزرتشتی، آتش مقدس را در درون این اتاق قرار میدادهاند.
این مجموعه دارای اتاقها و ساختمانهایی در چهار جهت تپه بوده که تا زیر اتاقک آتشگاه ادامه مییافتهاند و البته اکنون تنها سازههای بخش شمالی و بخشی از قسمت شرقی سالم ماندهاند و بهنظر میرسد مربوط به بازسازی این بنا در دوره پهلوی باشند. بر روی برخی از خشتهای بکار رفته در سازههای بخش شمالی میتوان عدد ۱۳۵۲ را دید که در قالب خشتها تعبیه شدهاست.