Amplasată pe un teren îngust, delimitat de Cerna şi de peretele stâncos din fundal, a fost concepută din punct de vedere volumetric ca un specific al stabilimentelor de băi central europene, acesta este compusă dintr un corp dreptunghiular alungit, din care se detaşează şapte corpuri mai înalte, acoperite independent, dintre care corpul central este cel mai înalt şi acoperit cu o cupolă, dispuse în raport cu un ax major de simetrie.

Concepută în stil eclectic, clădirea Băilor Neptun prezintă un câmp de fațadă tratat în cărămidă aparentă, din care se detașează volumele înalte, finisate parțial prin tencuială și încărcate de ornamente. Acestea apar la nivelul ferestrelor rectangulare sau arcuite la partea superioară, tratate cu ancadramente profilate în similipiatră, unele cu mascaron, la nivelul porticului volumului central, la cel al al cornișei, al balustradelor cu baluștri și al învelitoarelor. Acoperișurile înalte, învelite cu tablă, de forme piramidale, sau cu muchii rotunjite la corpul central, sunt marcate la partea superioară de lucarne și decor în feronerie.

Pentru o perioadă de timp, această baie oferea singurul loc din țară unde era posibilă tratarea elongațiilor.

O primă etapă majoră de reparaţii capitale are loc după anul 1919, când se reorganizează, din punct de vedere administrativ, sistemul balnear din Băile Herculane, cu unele intervenţii şi reparaţii la stabilimentele balneare existente.

Transformările fizice, ulterioare pe care clădirea le-a suferit, au fost realizate cu precădere în perioada de după 1930. Este de menţionat faptul că nu toate transformările/modificările au fost făcute în concordanţă cu structura existentă a clădirii.

Între 1933 şi 1934, Ministerul Muncii, Sănătaţii şi Ocrotirilor Sociale propune reluarea lucrărilor în ceea ce privește modernizarea Băilor Herculane, prin proiectul “Lucrări noi la Băile Herculane”.

În anul 1967 şi ulterior acestuia, s-au făcut reparaţii mai ample, intervenindu-se inclusiv cu elemente de beton armat la structurile originale existente.

Astfel, în capătul din stânga al Băilor Neptun se înlocuieşte o porţiune din planşeul existent, cu placă din beton armat. De asemenea, la cele două anexe, s-au făcut reparaţii şi consolidări cu planşee şi stâlpi de beton armat.

Cele mai importante modificări aduse clădirii au avut loc în anul 1968, în cadrul proiectului intitulat “Amenajări şi modernizări la pavilionul de băi Neptun” şi în anul 1971, în cadrul proiectului intitulat Reparaţii Capitale Baia Neptun. În această perioadă clădirea intră sub tutela “Întreprinderii balneare şi de turism” Herculane, acesta fiind şi beneficiarul proiectelor.

Conform datelor de arhivă existente la Direcția Judeţeană Caraș-Severin a Arhivelor Naţionale, prezintă proiectul din anul 1968, cu privire la amenajarea şi modernizarea Pavilionului de Băi Neptun ce a survenit datorită degradărilor făcute de locuitorii clădirii pe timpul războiului. Conform notei de constatare făcută la vremea respectivă, locuitorii temporari, ai clădirii nu au ţinut cont de funcţiunea clădirii şi au distrus sistemele de aerisire, lucru care a dus la degradarea nestigherită a clădirii.

În cadrul proiectului de Reparații Capitale Baia Neptun, 1971, s-au dispus atât lucrări exterioare cât şi lucrări interioare. Lucrările exterioare se referă la refacerea completă a faţadei clădirii, prin desfacerea stratului de ceramică al cărămizilor aparente şi aplicarea de plăci ceramice, în vederea menţinerii stilului arhitectonic original. Lucrări s-au înregistrat şi la faţada posterioară a clădirii, la aceasta s-au aplicat tencuieli sclivisite. Zidul de sprijin din spatele clădirii, fiind surpat în proporţie de 80 %, a fost refăcut pe toată lungimea clădirii, având o înălțime de 2 metri. Tot în cadrul proiectului de Reparaţii Capitale exterioare intră şi refacerea acoperişului de tablă cu ornamentaţiile cupolei, schimbarea tablei s-a făcut în proporţie de 50 %, respectând stilul original. Tâmplăriile exterioare au fost înlocuite în totalitate. Scurgerile apelor pluviale s-au racordat la canalele de colectare ale apelor termale, cu deversare în râul Cerna. În ceea ce priveşte modificările interioare realizate în anul 1971 se regăsesc: lucrări de refacere a picturii de pe tavan, în acelaşi stil, de asemenea grupul statuar din hol este recondiţionat, s-au desfăcut și refăcut tencuielile cu apă de stop pe toate suprafeţele interioare, s-au schimbat placajele de faianţă din cabine, iar pavajele interioare s-au realizat din marmură alba. Inclusiv tâmplăriile interioare au fost înlocuite în totalitate. Canalele de scurgere a apelor termale uzate s-au revizuit şi reparat. Tot în cadrul proiectului de Reparaţii Capitale la Baia Neptun s-au luat în calcul şi schimbarea şi recondiţionarea instalaţiei electrice. Mai precis s-a schimbat cablul ce alimenta clădirea direct din postul trafo, de asemenea s-au schimbat şi conectorii de cupru la branşamente, de a lungul clădirii. Instalaţia electrică interioară s-a desfăcut şi refăcut în tuburi de PVC montate îngropat, iar tablourile de distribuţie s-au refăcut în mod corespunzător. Întreg proiectul s-a ridicat la valoarea de investiţie de 1.500.000 lei.