Theo các nhà khảo cổ học, tháp Chiên Đàn được xây dựng vào cuối thế kỷ X - đầu thế kỷ XI, dưới thời vua Yan Pu Ku Vijaya, trong thời kỳ vương quốc Chămpa dời kinh đô từ Trà Kiệu (Quảng Nam) về Đồ Bàn (Bình Định). Tên gọi Chiên Đàn của tháp có nguồn gốc từ tiếng Chăm là “chandan”, có nghĩa là cây nha đam (còn gọi là lô hội). Trong các tài liệu thời Pháp thuộc, người ta ghi là tháp “Chiên Đàng”.
Cụm tháp Chiên Đàn.
Cụm tháp Chiên Đàn gồm ba tháp đứng sát cạnh nhau, song song theo trục Bắc - Nam, cùng quay mặt về hướng đông, thờ ba vị thần của người Chăm là Siva, Vishnu và Brahma. Về kiến trúc, ba ngôi tháp Chiên Đàn có hình dạng giống nhau, đế tháp hình vuông, mái tháp là các tầng thu nhỏ dần lên trên. Trên thân tháp không có hoa văn trang trí. Các trụ ốp tường làm cho tháp vững chãi hơn. Mỗi tháp đều có một cửa ra vào và ba cửa giả, phía trên các cửa có vòm uốn cong và nhọn lên trên thành hình lá đề, giữa vòm cuốn có một bức phù điêu hình dáng lá nhĩ. Trên các đường diềm mái bằng đá sa thạch của các tháp có chạm một dãy mặt Kala tương tự nhau.
Tháp phía Bắc, phần đỉnh đã bị sụp, cửa ra vào đổ mất phần tiền sảnh, các cửa giả bị hư hại nặng. Tháp Nam cũng bị hư hại nghiêm trọng với phần mái đã bị sụp hoàn toàn. Trong ba tháp, chỉ có tháp Giữa (tháp lớn nhất) được bảo tồn tốt hơn: đỉnh tháp còn lại một tầng, các cửa giả và tiền sảnh bị mất phần chân, chóp tháp bằng đá sa thạch đã bị rơi (hiện còn phía sau tháp). Nhìn chung, tháp Chiên Đàn gần như không còn nguyên vẹn bởi sự tàn phá của thời gian, của gió mưa, binh biến…
Với trên dưới 1000 năm lịch sử cùng hàng trăm hiện vật còn lại, tháp Chiên Đàn là cả một kho tàng, một “bảo tàng tự thân” về văn hóa Chăm nói chung, kiến trúc Chăm nói riêng.
Theo các nhà nghiên cứu, cũng giống các cụm tháp Khương Mỹ (thành phố Tam Kỳ), tháp Chiên Đàn thuộc phong cách Mỹ Sơn A1, được đánh giá là phong cách đẹp nhất của nghệ thuật kiến trúc Chămpa cổ. Tháp cao, giữa các tháp với nhau và các tầng phía trên của mỗi tháp đều cân đối hài hòa, các khối dọc của các cột ốp nhô ra vừa phải, các cửa giả không bè ra mà cong vút lên. Tháp Chiên Đàn mang vẻ đẹp vừa cổ điển vừa trang nhã, là một trong những cụm tháp Chăm đẹp nhất còn lại hiện nay (mặc dù đã bị hư hại nhiều).
Đặc biệt, tháp Chiên Đàn là di tích có số lượng hiện vật lớn nhất trong các cụm 3 tháp trên cả nước. Qua ba đợt khai quật, trùng tu vào các năm 1989, 1997 và 2000, các nhà khảo cổ đã phát hiện hàng trăm hiện vật gồm các tác phẩm điêu khắc bằng đá sa thạch giá trị như tượng nam thần, nữ thần, nhạc công, vũ nữ, tượng linh vật (rắn Naga, chim thần Garuda, voi, sư tử), đài thờ, bia đá… Các hiện vật này hiện trưng bày tại Phòng trưng bày hiện vật Chămpa được xây dựng ngay cạnh tháp để phục vụ các nhà nghiên cứu và du khách đến tham quan.
Dù rằng không còn nguyên vẹn, nhưng với những dấu tích xưa còn lại, tháp Chiên Đàn vẫn là cả một miền bí ẩn đối với hậu thế. Ví như, vào năm 1997, các nhà khảo cổ khai quật được ở tháp một tấm bia lớn khắc 8 dòng chữ Sanskit đến nay vẫn chưa giải mã được.