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El Intiwatana o "lugar donde se amarra al sol", está ubicado en la cima de la "Colina Sagrada", conformada por varias terrazas y andenes, adonde se llega luego de subir 78 escalones hasta el patio abierto de muros finamente labrados. El Intiwatana cumplió dos funciones: medición del tiempo (solsticio y equinoccio) por efecto de luz y sombra y como piedra altar.

En una terraza se ve tres escalones tallados en roca granítica y en la parte central destaca una especie de monolito esculpido y pulido en varios planos, el cual termina en un prisma cuadrangular de 0.36 m. de alto, orientado en la línea noroeste - sudeste. Los vértices están dirigidos hacia los cuatro puntos cardinales.
Esta piedra es la pieza central y más importante de un complejo sistema de mediciones astronómicas para determinar las fechas de inicio y fin de las campañas agrícolas, aunque al parecer también fue utilizado como altar ritual. Su forma es poligonal, como un poliedro casi cúbico. En la cima tiene las señales de haber sido pegado.

Originalmente se deben de haber pulido finamente todas las caras de este canto rodado, posiblemente igual al Templo Principal de Ollantaytambo, es decir, tenía una superficie lisa como un vidrio. Es más, debe de haber tenido otros elementos auxiliares para su uso. La palabra Intiwatana, que etiqueta a las piedras talladas en general, fue usado primero por George Squier en 1877, aunque este nombre no se encuentra en cualquier crónica antigua. Los nombres correctos habrían sido saywa o sukhanka, que son los que usaron los cronistas. Intiwatana se traduce como el "lugar adonde el sol se ata" o simplemente "broche del sol".

El día del solsticio invernal (21 de junio) los quechuas tenía que realizar el Inti Raymi, Festividad del Sol. Esta era la celebración más importante de la Sociedad Inca. En esta fecha, el sol se localiza en el punto más lejano de la tierra. Así, los quechuas transmitían su temor en cuanto a que su "Tayta Inti, Padre Sol, podía abandonarlos. Era, entonces, que realizaban los diferentes rituales para pedir al sol no marcharse más y, simbólicamente, ellos tenían que atarlo al Intiwatana. Sin embargo, Intiwatana también podría tener otro sentido. Dado que Inti es "sol" y Wata es "año", podría traducirse como el "lugar dónde el año solar es moderado".

Es incuestionable que también ha sido utilizado como un eficaz método para predecir y medir los solsticios y equinoccios, es decir, las estaciones y, por ende, los tiempos de siembre y cosecha. Referirse a esta piedra sólo como un "reloj solar" o "dial del sol", u otros nombres similares, es aparentemente un concepto erróneo resultado de una limitada especulación. El Inca y la sociedad incaica no necesitaban medir el día en horas o minutos. Para ello, sólo miraban la posición del sol como hoy día hace quien tiene la costumbre.

Muchos estudiosos afirman que el "Intiwatana" también fue un dispositivo direccional, donde los ángulos determinaban el norte magnético, lo que supondría conocimientos muchos más profundos de las ciencias astronómicas y la física. Los astrónomos Blanco, Dearborn y Mannheim, declaran sobre este complejo astronómico que es posible tener observaciones de las Pléyades, muy importante para el cultivo andino, y constelaciones como la Cruz Del sur, Spica, Alfa Centauro, Vega, Deneb y Altar. Los estudiosos locales indican que el Intiwatana de Machu Picchu se relaciona estrechamente a un ceque, alineación imaginaria de observatorios, templos y centros urbanos y ceremoniales.