شهر امروزی آوه در جنوب محوطه‌ای باستانی قرارگرفته و دارای آثاری از قبیل امام‌زاده پنج‌تن و قبرستانی قدیمی درقسمت جنوبی شهر بوده که امروزه نشانی از آثار معماری آن‌ها به چشم نمی‌خورد در جنوب شهر فعلی، محوطه‌ای باستانی با عرصه‌ای در حدود 220 هکتار قرار دارد که نشانه‌ها و آثاری بارز و آشکار از استقرار و سکونت دوره‌های پیش از تاریخ و آثاری مربوط به دوران تاریخی به خصوص دوره ساسانی از ‌جمله آثار سفالی و اشیای دیگر در این محوطه کشف شده‌است.

شهر آوه در دوران اسلامی نیز با توجه به قرارگیری در فاصله کمتر از 50 کیلومتری از شهر قم که در قرن اول هجری سکونت‌گاه چند قبیله عرب مسلمان و همچنین اولین و اصلی‌ترین پایگاه تشیع در ایران و منطقه بوده، به سرعت از دین اسلام تبعیت و به دومین پایگاه تشیع در ایران تبدیل شد. در زمان ظهور و سقوط حکومت‌های متقارن طاهریان، صفاریان، سامانیان و علویان در نقاط مختلف ایران، شاهد به میان آمدن نام آوه در ارتباط با آل‌بویه هستیم.

آل‌بویه همانند سایر علویان، شیعه زیدیه بوده و ارتباط تنگاتنگی با شهرآوه داشتند. در دوران سلجوقی و با توجه به سنی بودن شاهان سلجوقی و حمایت از اهل تسنن، اگرچه آوه رونق دوره آل بویه را نداشته ولی اهمیت خود را از دست نداده‌است. با هجوم خانمان‌سوز مغول، منطقه جبال که آوه نیز جزو آن بود از هجوم در امان نماند و در دوره ایلخانان مغول، حضور رجال سیاسی این منطقه همانند خواجه سعدالدین ساوجی و سیدتاج الدین آوی رونق و شکوفایی این بخش از ناحیه جبال را در پی داشت. از دوره تیموری به بعد به دلایل نامعلوم شهر آوه از رونق و اعتبار افتاده، متروک و ویران شد و به جای آن در جنوب شهر قدیم، روستایی (شهر فعلی آوه ) شکل می‌گیرد.

از دوره صفوی نیز کاروانسرایی در جنوب محوطه باستانی و شمال آوه امروزی بر جای مانده است. در دوره قاجار نیز از آوه به‌عنوان روستایی کوچک در چند متن سخن به میان آمده. تاریخچه مطالعات باستان‌شناسی محوطه باستانی آوه به دوره قاجار باز می‌گردد و اولین حرکت علمی توسط پروفسور اشمیت  در سال 1935-1936 میلادی صورت گرفته که با پرواز مشهور خود بر فراز شهرهای باستانی ایران، از محوطه باستانی آوه نیز عکس‌برداری کرده و آن را محوطه‌ای  مهم که نیاز به کاوش باستان‌شناسی دارد، دانسته ‌است. وسیع‌ترین برنامه هدفمند باستان‌شناسی در این منطقه به سال‌های 1352 تا 1354 شمسی  باز می‌گردد  که در این سال‌ها بررسی‌ها و شناسایی محوطه باستانی صورت پذیرفته‌است.
ولفرام کلایس باستان‌شناس آلمانی در سال 1353 شمسی از این محوطه بازدید کرده و به شرح آثار آن پرداخته و نقشه دقیق دو امام‌زاده، آب‌انبار و کاروانسرا را با کروکی محوطه چاپ کرده‌است.  بیشتر آثار به‌دست آمده از فعالیت‌های باستان‌شناسی در این محوطه عبارتند از سفال نخودی هم عصر با سیلک 3 در فلات مرکزی، سفال مربوط به عصر مفرغ، سفال خاکستری متعلق به دوران پیش از تاریخ، سفال دوران تاریخی به خصوص عصر ساسانی، سفال هفت‌رنگ ( مینایی) دوره سلجوقی و سفال طلایی ( زرین فام ) دوره مغول. 
عمده آثار تاریخی موجود در محوطه باستانی آوه عبارتند از :
1- تپه‌ای تاریخی به طول و عرض تقریبا 200 متر که حدود 30 متر از خندق اطراف خود ارتفاع دارد. اهالی بومی، تپه موجود در عرصه این محوطه را قلعه خاک می‌نامند و آن را متعلق به پادشاهی می‌دانند که این شهر پایتخت او و دخترش به‌نام خاور زمین در دورانی نامعلوم بوده‌ است و معتقدند قلعه‌ای است یکپارچه با برج و بارو، دروازه‌ها، تالارها و اتاق‌هایی که خاک آن را پوشانده ‌است. توصیفات اهالی از پادشاه مورد نظر با دوره ساسانی قابل تطبیق است و اتفاقا در میان آثار سطحی تپه،  نشانه‌هایی از این دوره به چشم می‌خورد.
2- بارویی در بخشی از ضلع شمالی محوطه باستانی که البته تخریب و شسته‌ شدن خشت‌های آن، فرمی تپه ‌مانند به آن بخشیده ‌است .
3- بقعه امام‌زاده فضل بن سلیمان از نوادگان امام موسی کاظم (ع ) در جنوب شرق محوطه، به شکل برجی مدور با ورودی الحاقی ایوان‌مانند که اصل بنا به دوره سلجوقی تعلق داشته و در دوره‌های بعدی به‌خصوص در دوره مغول تغییراتی در آن صورت گرفته ‌است .
4- قبرستانی در میانه مرز جنوبی حریم تعیین شده محوطه باستانی که مقبره‌ای مشهور به امام‌زاده پیغمبر در داخل محوطه قبرستان قرار دارد. بنای اصلی و قدیمی بقعه کاملا تخریب شده و بنای فعلی فاقد هرگونه ارزش تاریخی و هنری است .

5- کاروانسرای صفوی در جنوب تپه تاریخی که جزو بناهای چهار ایوانی نسبتا کوچک از نوع خود بوده که  شامل حیاطی با ابعاد 22 در 22 متر و بیست اتاق رواق‌دار در اطراف حیاط و باراندازهایی در پشت اتاق‌ها است که توسط ایوان‌های چهارگانه قطع می‌شوند و آب‌انباری در جنوب و نزدیک ورودی کاروانسرا که هم‌زمان با آن و در دوره صفوی ساخته شده‌است.