Le Mithreum, lieu consacré au culte du dieu adoré par Mithra en Orient, est situé dans l'une des galeries souterraines réservées aux services des Thermae de Caracalla. Découvert en 1912, il s’avère être le plus grand de Rome. Il peut être daté après la construction des thermes (début du IIIe siècle, D.) et se compose de cinq chambres communiquant avec l'étage supérieur par un escalier. La chambre principale consiste en une vaste salle rectangulaire à voûtes croisées, fermée par une porte.

Le sol en mosaïque est blanc avec des rayures noires; il y a deux hauts bancs sur les côtés, où les fidèles étaient assis pendant les cérémonies. Sur l'un des murs, une fresque représente le dieu Mithra et une figure avec une torche tenant un disque solaire dans sa main gauche.

Il y a un fossé rectangulaire au centre de la pièce, où le taureau a probablement été sacrifié selon le rituel du culte de Mithra. Cette chambre donne accès à une autre pièce où se trouvent un banc en briques et un petit bassin avec des marches en son centre. Une partie du groupe statuaire représentant Mithra en train de tuer le taureau et un autel ont été retrouvés en fragments à l'intérieur du Mithreum .