В западной части Долины Храмов, в 200 м на запад от храма Зевса находятся руины святилища Диоскуров, в котором отправлялся культ хтоническим божествам Деметры и Персефоны, считавшихся древними греками покровителями плодородия. В Сицилии их культ был настолько распространен, что остров называли свадебным подарком Зевса Персефоне.
Область святилища разделялась на три продолжительные террасы, построенные над огромным искусственным водоемом, который наполнялся водой при помощи сложной системы акведуков. Здесь начиная с 7 века и вплоть до 2 века до нашей эры совершались различные религиозные обряды, о которых свидетельствуют множество археологических находок – терракотовые статуэтки, вазы, масляные светильники. Пилигримы, входящие на территорию святилища через ворота (находящиеся южнее), покупали вотивные керамические фигурки в располагавшихся около городской стены лавках и следовали к террасам, где начиналось их ритуальное шествие. Культ включал в себя подношения в храмах и приношение в жертву животных, которые здесь же готовились и принимались в пищу. Все это сопровождалось пением, танцами и курением фимиама.
Несколько южнее от храма Диоскуров виднеются руины так называемого Храма L – траншея фундамента и каменные барабаны колонн, возле которых сохраняются остатки алтаря, предназначавшегося для жертвоприношений.