شهر باستانی هگمتانه با مساحت ۴۰ هکتار در بافت قدیمی شهر همدان واقع شده است.

هگمتانه پایتخت مادها بوده است و بعد از آن به پایتخت تابستانی هخامنشی تبدیل شده است. مادها بعد از اینکه تصمیم به زندگی یکجانشینی گرفتند و قبایل خود به اتحاد رسیدند در سده هشتم پیش از میلاد به همدان که قبل از ورود آنها اکسایا نام داشت جهت اسکان دائمی خود برگزیدند و آن را هگمتانه نامیدند. هگمتانه به معنای گردآمدن است. یونانیان هگمتانه را اکباتان می نامیدند.از جمله ویژگیهای شهر باستانی هگمتانه، معماری و طرح و نقشه منظم این شهر بوده، که در بین آثار باستانی به دست آمده کم‌سابقه‌است. آثار کشف شده حاکی از وجود یک شبکهٔ منظم و پیشرفتهٔ آب‌رسانی در شهر حکومتی مادها و پارت ها است. در فواصل بین کانالهای آب رسانی، معابری بر عرض ۵/۳ متر وجود داشته و کف این معابر، تماماً با آجرهای مربع شکل و منظمی، مفروش بوده‌است. تحقیقات نشان داده که در فواصل ۳۵ متری بین معابر، دو سری واحدهای ساختمانی قرار دارند، که هر کدام شامل یک حیاط مرکزی (هال) است، با اتاق‌ها و انبارهایی به صورت قرینه در گرداگرد آن. به شکلی که هر واحد ساختمانی، فضایی در حدود ۵/۱۷ * ۵/۱۷ متر را در بر می‌گیرد. معابر مذکور با عرض ۵/۳ متر و پی بندی آجری در بخش وسیعی از تپه گسترش داشته و جهت شمال شرقی به جنوب غربی دارند.

پیشینهٔ حفاری‌های علمی این تپه، به سال ۱۹۱۳ میلادی بر می‌گردد، که هیئتی فرانسوی از طرف موزه لوور پاریس به سرپرستی شارل فوسی، کاوش‌هایی در تپه هگمتانه انجام داد. ولی نتایج این کاوشها هیچ‌گاه منتشر نشد.

در طی ۱۰ فصل حفاری انجام شده از سال ۱۳۶۲ تا ۱۳۷۸، که حدود ۱۴۰۰۰ متر مربع از بقایای این شهر مورد کاوش قرار گرفت، یکی از کهن‌ترین دوره‌های تمدّن بشری نمایان شده‌است. همچنین یک حصار طولانی به ارتفاع ۹ متر و دو برج عظیم و کم‌نظیر در درون آن کشف شده‌است. از جمله کاوشهای علمی سال ۱۳۶۲ تا کنون که به سرپرستی آقای دکتر محمد رحیم صراف به انجام رسیده، منجر به شناسایی شهر بزرگی در دل تپه هگمتانه شده‌است.

همچنین ادامه کاوش‌ها، بخش‌هایی از حصار عظیم شهر به قطر ۹ متر و ارتفاع ۸ متر را آشکار ساخته‌است. این حصار در فواصل معین، دارای بر جهان عظیم بوده، که هگمتانه قدیم را در بر می‌گرفته‌است.

به طور کلی این تپه در طول یکصد سال اخیر بارها مورد حفاری باستان شناسان داخلی و خارجی قرار گرفته‌است. ضمناً در طول حفاریهای انجام شده، آثار ارزشمند و بی‌نظیری کشف گردیده، که اغلب متعلق به دوران هخامنشیان و نیاکان آنهاست.

لوح زرین به نام آریارمنه: این لوح از زرِ ناب و به ابعاد ۱۲ در ۸ سانتیمتر و دارای ۱۰ سطر به خط میخی است. «آریارمنه»، جدِّ داریوش اول است. این لوح در موزهٔ برلین در آلمان نگهداری می‌شود.

وزه‌ای شکسته، به جا مانده از دورهٔ خشایارشاه (پسر داریوش اول) . این کوزه از نقره‌است که قطر دهانهٔ آن ۵/۷ سانتیمتر و ارتفاع آن ۱۲ سانیتمتر است. خطوطی میخی بر این کوزه نقره حکاکی شده‌است که برخی از کلمات آن باقی است و برخی دیگر روی تکه‌های شکسته شده بود و مفقود مانده‌است. این کوزهٔ دورهٔ هخامنشی که در خارج از کشور بوده‌است خریداری گردیده و در حال حاضر در موزه ایران باستان نگهداری می‌شود.