ב-28 באפריל 1819 גילה קצין בריטי בשם ג'ון סמית' (John Smith), מגדוד הפרשים ה-28, את הכניסה למערה מס' 10, תוך כדי ציד טיגריסים כאשר נער רועים מקומי הדריך אותו למקום ולכניסה. המערות היו ידועות למקומיים. קפטן סמית' הלך לכפר סמוך וביקש מתושבי הכפר להגיע לאתר עם גרזינים, חניתות, לפידים ותופים, כדי לגזום את הג'ונגל הסבוך שהיקשה על הכניסה למערה. לאחר מכן השחית קיר במערה על ידי חריתת שמו והתאריך על גבי ציור של בודהיסטווה. מכיוון שהוא עמד על ערמת הריסות בגובה של מטר וחצי שנאספו במשך השנים, הכתובת כיום נמצאת הרבה מעל גובה העיניים של מבוגר כיום. מאמר על המערות שכתב ההיסטוריון ויליאם ארסקין (William Erskine) הוקרא ל בשנת 1822.
בתוך כמה עשורים התפרסמו המערות בזכות הרקע האקזוטי, האדריכלות המרשימה ובעיקר בזכות הציורים יוצאי הדופן והייחודיים שבתוכן. מספר פרויקטים גדולים להעתקת הציורים נעשו במאה השנים לאחר הגילוי מחדש. בשנת 1848 הקימה את "ועדת מערת המקדש של בומביי" כדי לנקות, לסדר ולתעד את האתרים החצובים בסלע החשובים ביותר ב, עם המיסיונר הסקוטי ג'ון וילסון (John Wilson) כנשיא. בשנת 1861 הפכה הוועדה לגרעין שממנו צמח הסקר הארכאולוגי החדש של הודו.
במהלך התקופה הקולוניאלית היה אתר אג'אנטה בשטחה של ה של ולא בהודו הבריטית. בראשית שנות העשרים של המאה העשרים מינה מיר עוסמאן עלי ח'אן, אומנים לשחזר את יצירות האמנות, הסב את האתר למוזיאון, וסלל כביש שיביא תיירים לאתר תמורת תשלום. מאמצים אלה גרמו לניהול כושל, כך קבע ריצ'רד כהן, והחישו את הידרדרות האתר. לאחר העצמאות הכינה ממשלת המדינה של מהאראשטרה אמצעי תחבורה לאתר שנוהל טוב יותר. במרכז המבקרים המודרני הוכנו מגרשי חניה וחנויות נוחות ואוטובוסים הפועלים במרווחי זמן קבועים ממרכז המבקרים למערות.
מנהל הארכאולוגיה של הניזאם שכר את שירותיהם של שני מומחים מאיטליה, פרופסור לורנצו צ'קוני (Lorenzo Cecconi), בסיוע הרוזן אורסיני (Orsini), כדי לשחזר את הציורים במערות. מנהל הארכאולוגיה של הניזאם האחרון של היידראבאד אמר על עבודתם של צ'קוני ואורסיני:
למרות מאמצים אלה, הזנחה מאוחרת יותר הובילה שוב להידרדרות באיכות הציורים.
ב-1983 נוספו מערות אג'אנטה לרשימת אתרי המורשת העולמית של אונסק"ו. מערות אג'אנטה, יחד עם מערות אלורה, הפכו ליעד התיירותי הפופולרי ביותר במהאראשטרה, ולעיתים קרובות יש בהן צפיפות בתקופת החגים, מה שמגדיל את האיום על המערות, ובמיוחד על הציורים. בשנת 2012 הודיע התאגיד לפיתוח תיירות מהאראשטרה כי הוא מתכוון להוסיף למרכז המבקרים בכניסה העתקים מלאים של מערות 1, 2, 16 ו-17 כדי להפחית את הצפיפות במערות המקוריות, ולאפשר למבקרים לקבל מושג חזותי טוב יותר על הציורים, שבמערות המקוריות מוארים באור עמום וקשה לצפייה.
אתרים.
המערות נצבו בצוק בזלת, חלק ממדרגות דקאן, שנוצרו על ידי התפרצויות געשיות רצופות בשלהי התור הגאולוגי של הקרטיקון. הסלע מרובד בצורה אופקית ומשתנה במידת מה באיכותו. שינויים אלו במרקם הסלע חייבו את האמנים לתקן את שיטות הגילוף והתוכניות שלהם בחלק מהמקומות. חוסר ההומוגניות בסלע גרם גם לסדקים ולקריסה במאות הבאות, כמו באכסדרה האבודה למערה 1. יצירת המערה החלה בחציבת מנהרה צרה בגובה הגג, שהורחבה כלפי מטה ולצדדים; כפי שמעידים כמה מהמערות הלא שלמות כגון מערות הוויהארה הממוספרות מ-21 עד 24 שנבנו בחלקן והמערה הלא-שלמה הנטושה 28.
אמני הפסלים עבדו ככל הנראה גם בחציבת הסלעים וגם ביצירת גילופים מורכבים של עמודים, גג ואלילים; יתר על כן, עבודות הפיסול והציור בתוך מערה היו משימות מקבילות משולבות. שער מפואר לאתר נחרט, בקודקוד הפרסה של הערוץ בין מערות 15 ו-16, בדרך הגישה למערות מהנהר, והוא מעוטר בפילים משני צידיו ונאגה, או אלוהות נאגה (נחש) מגינה. שיטות גילוף דומות נצפות במקדשי מערות אחרים בהודו, כמו אלה המשויכות להינדואיזם ולג'ייניזם. אלה כוללים את מערות אלורה, מערות גוטוטקצ'ה, מערות אלפנטה, , , ו.
נראה כי המערות מהתקופה הראשונה מומנו על ידי מספר פטרונים שונים כדי לצבור , עם כמה כתובות שתיעדו את תרומת חלקים מסוימים במערה אחת. המערות המאוחרות הוזמנו כל אחת כיחידה שלמה על ידי פטרון אחד מהשליטים המקומיים או אליטות החצר שלהם, שוב עבור צבירת מעלות אמונות בודהיסטיות בגלגול שלאחר המוות, כפי שמעידות כתובות כמו במערה 17. לאחר מותו של הארישנה, תורמים קטנים יותר שגם הם רצו לצבור מעלות לזכותם הוסיפו "מקדשים" קטנים בין המערות או הוסיפו פסלים למערות קיימות, וכמאתיים מהתוספות ה"פולשניות" הללו היו פסלים, עם מספר נוסף של ציורים פולשניים עד שלוש מאות במערה 10 בלבד.
מנזרים.
רוב המערות הן אולמות ויהארה במבנה ריבועי סימטרי. לכל אולם ויהארה מחוברים תאי שינה מרובעים קטנים יותר שנחצבו בקירות. רוב מוחלט של המערות נחצבו בתקופה השנייה, שבה הוצב מקדש בחלקה האחורי של המערה, ובמרכזו פסל גדול של בודהה, יחד עם תבליטים ואלוהויות מגולפים בעושר פרטים בסביבתו, כמו גם על העמודים והקירות, כולם מגולפים מתוך הסלע הטבעי. שינוי זה משקף את המעבר מטהרוואדה לבודהיזם מהאיאנה. מערות אלה נקראות לעיתים קרובות מנזרים.
המרחב הריבועי המרכזי של פנים הוויהארות מוגדר על ידי עמודים מרובעים היוצרים שטח פתוח מרובע פחות או יותר. מחוץ לכך מעברים מלבניים ארוכים מכל צד, ויוצרים מעין קלויסטר. לאורך הקירות הצדדיים והאחוריים מספר תאים קטנים שאליהם נכנסים בפתח צר; אלו פחות או יותר מרובעים ויש להם כוכים קטנים בקירות האחוריים. במקור היו להם דלתות עץ. במרכז הקיר האחורי יש חדר מקדש גדול יותר שמכיל פסל בודהה גדול.
הוויהארות של התקופה הקודמת פשוטות בהרבה, וחסרות מקדשים. ספינק מציב את השינוי לעיצוב עם מקדש לאמצע התקופה השנייה, כאשר מערות רבות הותאמו להוסיף מקדש באמצע החפירה, או לאחר השלב המקורי.
התוכנית של מערה 1 כוללת את אחת הוויהארות הגדולות ביותר, אך היא אופיינית למדי לקבוצה המאוחרת יותר. מערות רבות אחרות, כמו מערה 16, חסרות את הפרוזדור אל המקדש, שמוביל היישר מהאולם הראשי. מערה 6 היא שתי ויהארות, זו מעל זו, מחוברות באמצעות מדרגות פנימיות, עם מקדשים בשני המפלסים.
אולמות הפולחן.
הסוג השני של ארכיטקטורת האולם הראשי מתאפיין בתבנית מלבנית צרה יותר עם תקרה מקושתת גבוהה המכונה , שפירושו "בית הסטופה". אולם זה מחולק לאורכו לספינה ולשני מעברים צדדיים צרים יותר המופרדים על ידי שורת עמודים סימטרית, עם סטופה באפסיס. הסטופה מוקפת עמודים ומרחב הליכה קונצנטרי להקפה סביב סביב. בחלק מהמערות יש כניסות מגולפות, חלקן עם חלונות גדולים מעל לדלת כדי להכניס אור. לעיתים קרובות יש מרפסת קדמית עם אכסדרה, עם חלל נוסף מעבר לדלת לרוחב המערה. אולמות הפולחן העתיקים ביותר באג'אנטה נבנו במאה ה-2 עד המאה ה-1 לפני הספירה, החדשים יותר בסוף המאה ה-5 לספירה, והארכיטקטורה של שתי התקופות דומה לאדריכלות של כנסייה נוצרית, אך ללא מקום המצלב או הקפלה באפסיס. מערות אג'אנטה הלכו בעקבות האדריכלות בסגנון הקתדרלה הקיימת במערות חצובות בסלע עתיקות יותר בהודו העתיקה, כמו מאסכולת (פילוסופיה הודית שהתחילה במאה ה-5 לפני הספירה) ליד גאיה בביהר המתוארכת למאה ה-3 לפני הספירה. צ'איטיה-גריהא אלו נקראים אולמות תפילה או אולמות פולחן.
ארבעת אולמות הצ'איטיה שהושלמו הם מערות 9 ו-10 מהתקופה המוקדמת, ומערות 19 ו-26 מתקופת הבנייה המאוחרת יותר. כולם הולכים בעקבות הצורה האופיינית שנמצאת גם במקומות אחרים, עם תקרות גבוהות ו"ספינה "מרכזית המובילה לסטופה, הנמצאת בסמוך לקיר האחורי, אך מאפשרת ללכת מאחוריה, שכן ההליכה סביב סטופות הייתה (ונשארה) מרכיב נפוץ בפולחן הבודהיסטי (פראדקשינה). לשתי המערות המאוחרות יש תקרה גבוהה בצורת קורות עץ מדומים שנחצבו בסלע, ומעריכים שבתקרת שתי המערות המוקדמות היו בפועל קורות עץ, וההנחה שהעץ המקורי נרקב. בשני האולמות המאוחרים יש סידור יוצא דופן למדי (שנמצא גם במערה 10 באלורה), כאשר בחזית הסטופה מגולף תבליט גדול של הבודהה, כשהוא עומד במערה 19 וכשהוא יושב במערה 26. מערה 29 היא אולם צ'איטיה מאוחר שבנייתו הופסקה.
צורת העמודים בעבודה של התקופה הראשונה פשוטה מאוד והם אינם מעוטרים, כאשר שני אולמות הצ'איטיה משתמשים בעמודים מתומנים פשוטים, שעליהם צוירו אחר כך תמונות של בודהה, אנשים ונזירים בגלימות. בתקופה השנייה העמודים היו מגוונים הרבה יותר, ולעיתים קרובות שינו פרופיל לאורכם, ועם כותרות מגולפות מפוארות, שהתפשטו לרוב לרוחב. עמודים רבים מגולפים על כל פניהם במוטיבים פרחוניים ואלוהיות מהאיאנה, חלקם מחורצים ואחרים מגולפים בעיטורים לכול אורכם, כמו במערה 1.
ציורים.
הציורים במערות אג'אנטה מספרים בעיקר את . אלו אגדות בודהיסטיות המתארות את לידותיו הקודמות של הבודהה. אגדות אלו משבצות מוסר קדום וידע תרבותי הנמצאים גם במעשיות ובאגדות בטקסטים של ההינדים והג'אינים. סיפורי ג'טאקה מודגמים באמצעות דוגמת החיים והקורבנות שהקריב בודהה במאות גלגולי העבר שלו, שם הוא מתואר כמי שנולד מחדש כחיה או אדם.