La statua, in alabastro e bronzo, è una delle copie della statua di culto di Artemide venerata nel santuario di Efeso, a noi nota da riproduzioni e in special modo dalle monete emesse dalla zecca della città a partire dall’età ellenistica. La dea è rigidamente diritta e protende le braccia; sul capo ha un polos a forma di torre, ai lati del quale emerge un disco decorato con quattro protomi di leoni alati per parte; indossa un pettorale su cui sono scolpiti i segni zodiacali del Leone, del Cancro, dei Gemelli, della Bilancia e del Sagittario, e una collana da cui scendono ghiande; il busto regge quattro file di scroti dei tori a lei ritualmente sacrificati, da altri interpretati come mammelle. La veste, aderente, è ornata da protomi di leoni, tori e cavalli alati, da sirene alate, rosette, sfingi e api; le maniche sono ornate da tre leoni rampanti. Il volto, le mani e i piedi sono in bronzo, frutto di un restauro del Valadier, cui si devono anche, insieme all’Albacini, il polos, parte del nimbo e la parte inferiore del corpo. I restauri furono eseguiti in occasione del trasferimento da Roma a Napoli, dove la statua venne per la prima volta esposta.