La construction dite « Théâtre maritime » commence dès 118, à proximité de l’ancienne villa d’époque républicaine. Son architecture complexe est sans équivalent dans le monde romain, et sans rapport avec un théâtre romain habituel. Dans les années 1950, ce théâtre a fait l’objet de fouilles et d’une reconstitution par l’archéologue Pietro Romanelli et l’architecte Italo Gismondi.
Le théâtre maritime est un ensemble situé en face du jardin des Bibliothèques. Un pronaos, dont il ne reste presque plus rien, permet de pénétrer à l'intérieur d'un atrium puis, dans le même axe, de rejoindre un portique circulaire à colonnes ioniques, couvert par une voûte en berceau. Au centre, un canal délimite une île sur laquelle se dresse un édifice circulaire de 45 mètres de diamètre, comprenant lui aussi un atrium et un portique. S'y ajoutent un petit jardin, un petit complexe thermal, quelques pièces, dont une chambre, et des latrines. Il s'agit là d'une véritable « demeure dans la demeure », destinée à offrir un espace d'isolement et de recueillement. Il est inspiré de l'architecture grecque et possède degrandes ressources historiques pour nos archéologues
Pour une dimension du nord au sud d’environ 1 200 m et d’est en ouest de 600 m, le périmètre actuel de la villa s'étend sur environ 40 hectares et comprend une trentaine d'édifices de différentes natures : trois complexes thermaux, bâtiments administratifs, édifices de loisir (théâtre, promenades, etc.). Le tout s'insère dans un ensemble de jardins et d'espaces verts agrémentés de fontaines et de plans d'eau.
Mis à part certains locaux aux caractéristiques aisément reconnaissables comme les thermes, l’interprétation de nombreux bâtiments est problématique et incertaine : partant de la biographie d’Hadrien rédigée par Spartianus, on a proposé d’identifier à tel ou tel ensemble les évocations de monuments de Grèce antique et d’Égypte antique : le Pœcile, l’Académie, le Lycée et le Prytanée d’Athènes, le sanctuaire de Sérapis et le canal reliant la ville de Canope à Alexandrie. Seul le Canope et le temple de Sérapis sont identifiés avec certitude, par les sculptures de style égyptien trouvées en cet endroit. D’autres parties de la Villa reçurent des appellations arbitraires comme le Théâtre maritime, la piazza d’Oro, la salle des Philosophes, l’Hospitalia, les bibliothèques. Ces dénominations conventionnelles et parfois contestées ont été adoptées dans la plupart des descriptions de la Villa.
La partie dégagée de la Villa s’organise en fonction du terrain, légèrement vallonné et compris entre deux petits cours d’eau. Selon le relief, on peut distinguer ainsi quatre complexes de vestiges avec chacun une orientation propre :
D’autres édifices isolés sont répartis à la périphérie de la Villa : un odéon au sud, au nord un théâtre et un sanctuaire de Vénus dont la tholos abritait une copie de l’Aphrodite de Cnide sculptée par Praxitèle.