Pada tahun 1740, Loten menemukan kompleks Candi Gedong Songo. Pada tahun 1804, Raffles mencatat kompleks ini dengan nama Gedong Pitoe karena hanya ditemukan tujuh kelompok bangunan. Pada tahun 1925, Van Braam membuat publikasi tentang kompleks tersebut, sementara Friederich dan Hoopermans menulis tentang Gedongsongo pada tahun 1865. Pada tahun 1908, Van Stein Callenfels melakukan penelitian terhadap kompleks candi, dan Knebel melakukan inventarisasi pada tahun 1910-1911. Setiap bangunan candi memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda, dan semuanya terdiri dari ruang utama tempat bersemayamnya arca-arca dewa Hindu. Beberapa candi memiliki relief yang menggambarkan cerita-cerita dari epic Hindu seperti Ramayana dan Mahabrata. Di Kompleks Candi Gedong Songo, kaki candi memiliki profil yang terdiri dari sisi genta dan pelipit lurus, sehingga dapat dengan mudah dikenali. Bagian luar tubuh candi dulunya berisi relung-relung yang mengandung arca Parswadewata, tetapi sekarang sebagian besar relung tersebut kosong. Begitu pula dengan bilik candi yang dulunya berisi lingga- yoni dan relung di dalamnya. Relung pada bagian luar tubuh candi dihias dengan motif flora, dan kadang- kadang terdapat hiasan berupa gambar “Kala”. Parswadewata di Jawa diartikan sebagai persembahan kepada roh nenek moyang yang telah bersatu dengan Siwa, dan di candi ini, persembahan tersebut disimbolkan dengan Lingga-Yoni yang diawasi oleh dewa pengiring seperti Durga (istri Siwa), Ganesha (anak Siwa), dan Agastya (seorang resi yang memiliki kemampuan spiritual setara dengan dewa). Atap candi Gedongsongo terdiri dari tiga tingkat dan dihiasi dengan miniatur candi serta antefiks, baik yang polos maupun yang berhias. Denah candi umumnya berbentuk bujur sangkar, tetapi ada juga yang berbentuk persegi panjang. Ukuran candi bervariasi, dengan lebar berkisar antara 4,5m – 9,5m dan panjang antara 4,8m – 9m, serta tinggi yang berbeda-beda antara 3m – 8,9m. Sebagian besar Candi Gedong Songo menghadap ke barat, menghadap ke arah puncak Gunung Ungaran. Kecuali Candi Gedong I, semua candi memiliki Candi Pewara. Namun, banyak Candi Pewara yang sudah runtuh atau rusak. Dasar candi biasanya berbentuk persegi dengan ukuran 6x6m atau 10x10m. Gedong III terdiri dari tiga bangunan, yaitu candi induk yang menghadap ke barat, candi apit di sebelah utara, dan candi perwara di depan candi induk. Relung candi induk masih memiliki arca yang dapat ditemukan, seperti Durga di relung utara, Agastya di relung selatan, Ganesha di relung timur, serta Mahakala dan Nandiswara yang terdapat di sisi kiri dan kanan pintu candi. Candi Perwara memiliki bentuk yang hampir sama dengan Candi Semar di Kompleks Candi Dieng, yaitu berbentuk persegi panjang.