Ο ναός βρίσκεται στο Αγιοφάραγγο, στα νοτιοδυτικά των Αστερουσίων σε απόσταση 1 χλμ από τον χώρο στάθμευσης του φαραγγιού και 250μ από την ομώνυμη παραλία. Στο μοναδικού κάλους φαράγγι των ασκητών, ο ναός του Αγίου Αντωνίου αποτελεί σύμβολο της παράδοσης του μοναχισμού. Το Αγιοφάραγγο συνδέεται με την καλλιέργεια των πνευματικών κινημάτων του ασκητισμού μέσα στους αιώνες. Προσωπικότητες όπως ο Όσιος Γρηγόριος ο Σιναΐτης και ο Όσιος Αρσένιος ο Αγιοφαραγγίτης σχετίζονται με την περιοχή, συμβάλλοντας στη διάδοση της ησυχαστικής και νηπτικής διδασκαλίας.

Η μορφή του ναού άλλαξε μέσα στα χρόνια και από μικρός σπηλαιώδης ναός εξελίχθηκε στον ευρύχωρο ναό του 14ου – 15ου αιώνα, ώστε να καλύψει τις ανάγκες της σταδιακά αυξανόμενης μοναστικής κοινότητας. Ήταν τοιχογραφημένος εσωτερικά, όμως λόγω των κλιματολογικών συνθηκών ο διάκοσμος δεν σώζεται.