Mithreum, miejsce poświęcone kultowi Boga Mitry, czczonego na Wschodzie, znajduje się w jednej z podziemnych galerii przydzielonych do służby w Termach Karakalli. Został odkryty w 1912 roku i okazał się największym w Rzymie. Może być datowany po zbudowaniu termy (początek III wieku A. D.) i składa się z pięciu komór, które komunikują się z górnym piętrem przez schody. Główna komora składa się z ogromnego prostokątnego pokoju z krzyżowymi sklepieniami, zamkniętymi drzwiami.

Podłoga mozaikowa jest biała z czarnymi paskami; po bokach są dwie wysokie ławki, w których wierni zasiadali podczas ceremonii. Na jednej ze ścian znajduje się fresk przedstawiający Boga Mitrę i postać z pochodnią trzymającą tarczę słoneczną w lewej ręce.

W środku pomieszczenia znajduje się prostokątny rowy, w którym byk został prawdopodobnie złożony w ofierze zgodnie z rytuałem kultu Mitry. Komora ta zapewnia dostęp do innego pomieszczenia, w którym znajduje się ceglana ławka i mała umywalka ze schodkami w środku. Część statuetycznej grupy przedstawiającej Mitrę w akcie zabicia byka i ołtarza znaleziono we fragmentach wewnątrz Mithreum .