آتشکده نوشیجان در حدود 60 کیلومتری جنوب همدان و 20 کیلومتری شمال غرب ملایر در منطقه‌ای به نام شورکات در بالای تپه‌ای طبیعی به ارتفاع حدود 37 متر قرار گرفته است.
از سال 1346 خورشیدی به سرپرستی دیوید استروناخ حفریات علمی در این محل آغاز گردید که منجر به شناسایی سه دوره فرهنگی در سه طبقه مجزا شد. طبقه سوم متعلق به دوره اشکانیان، طبقه دوم مربوط به هخامنشیان و طبقه اول به مادها تعلق دارد. این تپه محل استقرار مادها از نیمه دوم قرن هشتم تا نیمه اول قرن ششم پیش از میلاد بوده است.
در تپه نوشیجان بخش‌های مختلفی به جا مانده‌اند که عبارتند از: بنای قدیمی جبهه غربی (نخستین نیایشگاه)، تالار ستوندار (آپادانا)، معبد مرکزی (دومین نیایشگاه)، اتاق‌ها و انبارها، تونل، حصار و دژ.
با توجه به طرح و نقشه مجموعه بناهای این تپه می‌توان گفت که نخستین نیایشگاه پس از احداث تالار ستوندار ساخته شده و از دو محوطه مربوط به هم طرح‌ریزی شده است. بقایای یک آتشدان در جبهه جنوبی نشانگر مراسم نیایش آتش می‌باشد. اتاق معبد به صورت شمالی- جنوبی ساخته شده و در بدنه مخروطی شمال آن سه طاقچه به طور نامشخص دیده می‌شود که یکی از آن‌ها حالت هواکش داشته است. در حاشیه ضلع جنوبی معبد، بقایای یک سکوی برجسته وجود دارد که احتمالاً شالوده پایه ستون‌های معبد بوده است.
تالار ستوندار (آپادانا) بر روی سکویی خشتی قرار گرفته و شالوده آن بر پایه شفته‌ریزی با ملات گل و کف‌سازی نهاده شده است. این تالار نیز شمالی- جنوبی است و ضلع شرقی آن زاویه قائم نداشته و ضلع غربی متکی به بقایای ستون غربی است. با توجه به پلان عمومی این تالار می‌توان آن را با تالارهای ستوندار حسنلو و گودین تپه مقایسه کرد. تالارهای ستوندار حسنلو، گودین تپه و تپه نوشیجان با تالارهای اورارتویی که از آلتین تپه آسیای صغیر به دست آمده قابل مقایسه هستند و احتمالاً با تاثیرپذیری از هنر معماری «اورارتو» ساخته شده‌اند.
اثر بعدی شناخته شده در این طبقه معبد اصلی است که شکل آن به صورت نیمه چلیپا بوده و با همان عناصر معماری دژ ساخته شده است و به نظر می‌رسد پس از تخریب به منظور حفاظت، با لاشه سنگ‌های ورقه‌ای پر شده است زیرا در هنگام حفاری و پس از تخلیه سنگ‌ها، معماری آن با همان شکل اصلی خود ظاهر شده است. در زاویه شمالی سرسرا و در داخل بنای اصلی، پایه آتشدان و محراب معبد دیده می‌شود و بر روی این پایه مقداری خاکستر از بقایای آتش در حین نیایش به دست آمده است.
اتاق‌ها و انبارها از دیگر آثار مهم طبقه اول تپه نوشیجان هستند که در شرقی‌ترین قسمت تپه قرار گرفته و دارای حصار، بارو، اتاق‌های مسکونی و انبار است. نخستین اتاق که احتمالاً اتاق نگهبان است، بلافاصله بعد از ورودی قرار گرفته و به شکل مستطیل است. در این اتاق مراسم آتش برپا می‌شده و این امر از سوختگی دیوارها مشخص است. در ضلع غربی اتاق ورودی، سرسرای قلعه دیده می‌شود و در ضلع شمالی آن بقایای پله‌های مدور به طرف بالا بوده که متأسفانه به کلی نابود شده است.
بر روی دژ بقایای شکاف‌ها و سوراخ‌هایی است که احتمالا به منظور دفاع از قلعه ایجاد شده که درِ بعضی از آن‌ها در هنگام پر کردن مسدود شده‌اند. این سوراخ‌ها شبیه تیرکش می‌باشند که در معماری آشوری و اورارتویی به خوبی قابل مشاهده‌اند. سقف اتاق‌ها و انبارها احتمالاً پوشش چوبی داشته اما پوشش بعضی راهروها و شبستان‌ها به صورت هلالی و با خشت‌های بزرگ زده شده که جالب توجه و حائز اهمیت است.
مصالح ساختمانی این بنا از خشت‌هایی به ابعاد 13×40×25 سانتی‌متر استفاده شده و مستطیل شکل است در صورتی که خشت‌های به کار برده شده در دوره ساسانیان، مربع شکل هستند.
اثر دیگر تونل (حفره) است که در بخش شمالی تالار ستوندار و در امتداد شرق و غرب به شکل، سردابی حفر شده که در عمق 3 متری به صخره منتهی می‌شود.
این تونل دارای 13 پله به ارتفاع 170 سانتی‌متر، عرض 180 سانتی‌متر و به طول 20 متر حفر شده است.
