Cet édifice thermal fut construit par l’empereur Néron en 64 ap. J.-C. Il était situé dans la partie centrale du Champ de Mars, entre le Panthéon et le Stade de Domitien.
Les thermes de Néron étaient d’un type tout à fait nouveau. Bien qu’on les connaisse fort mal, ils semblent avoir présenté pour la première fois le plan symétrique qui devait devenir caractéristique des grands thermes impériaux du IIe siècle. Couvrant une superficie d’environ 23 000 m², ils avaient des dimensions de l’ordre de 190 m sur 120 m. Ils furent restaurés et agrandis (40 000 m²) par Sévère Alexandre (222-235 ap. J.-C.) dont ils prirent et conservèrent le nom, Thermae Alexandrinae, jusqu’à la fin de l’Empire. Ces thermes étaient alimentés par l’Aqua Alexandrina, aqueduc branché sur l’Aqua Virgo. Il reste peu de vestiges des thermes de Néron : un tronçon de paroi sous le Palazzo Madama et deux colonnes de granite via S. Eustachio. Deux des colonnes furent utilisées en 1666 pour restaurer l’angle gauche du pronaos du Panthéon.