در كتب تاریخی همواره هگمتانه به عنوان پایتخت مادها معرفی شده است اما جدیدترین لایه‌نگاری در این تپه باستانی ثابت كرد شهر هگمتانه در دوره اشكانیان مورد استفاده بوده و به احتمال زیاد در همان دوره یا زمانی نزدیك به آن ساخته شده است.
تپه هگمتانه در بخش شمالی شهر همدان قرار دارد. هگمتانه نام باستانی شهر همدان است. این شهر باستانی در طول 550 متر و عرض 350 متر با نقشه ساختمانی سازمان یافته ساخته شده است.
هگمتانه كه یونانیان آن را اكباتان می‌خواندند به معنای جای گرد آمدن و محل تجمع است. در كتاب‌های یونانی از این شهر به عنوان پایتخت مادها، هخامنشیان، سلوكیان، اشكانیان و ساسانیان یاد شده است، با این حال تردیدهای بسیاری درباره دوره تاریخی این شهر باستانی وجود دارد. این یافته‌ها نشان می‌دهد شهر هگمتانه در دوره اشكانیان مورد استفاده قرار می‌گرفت.
این یافته‌ها شامل تعدادی سفال با كاربرد خانگی متعلق به دوره اشكانی و سكه‌های مفرغی این دوره تاریخی است.
سازه‌های معماری شهر هگمتانه به احتمال بسیار زیاد در دوره اشكانی یا دوره سلوكی ساخته شده‌اند
در زیر سازه‌های معماری این شهر باستانی یك لایه قطور از خاك دیده شد. به نظر می‌رسد در دوره ساخت سازه‌های فعلی، سطح محوطه با خاكریزی در قسمت‌های گود یكدست شده است.
در دوره‌های گوناگون حیات شهر هگمتانه با ساخت و ساز روی دیوارهای اصلی از فضاهای آن دوباره استفاده شده است.لایه اشكانی این تپه در زیر لایه متعلق به دوره ساسانی قرار دارد و بر روی لایه ساسانی تا دوره متاخر هیچ لایه‌ای دیده نشد.لایه‌های متاخر شناسایی شده در این تپه به دوره قاجار و پهلوی تعلق دارد. لایه‌نگاری در محوطه 100 متری تپه هگمتانه به شناسایی هیچ نشانه‌ای از دوره‌های پیش از اشكانی منجر نشد اما نتیجه‌گیری نهایی درباره دوره تاریخی آن با گسترش مطالعات و لایه‌نگاری در بخش‌های دیگر تپه امكان پذیر است.هر چند درباره زمان دقیق ساخت شهر هگمتانه تردیدهای زیادی وجود دارد اما بسیاری از باستان‌شناسان هگمتانه را به عنوان یكی از پایتخت‌های شاهان ماد معرفی می‌كنند.شهر هگمتانه‌ای كه در كتاب‌های یونانی و ایرانی از آن به عنوان پایتخت مادها یاد شده، ممكن است یكی از تپه‌های باستانی دیگری باشد كه در شهر همدان و در اطراف تپه هگمتانه فعلی قرار دارند. هیچ یك از این تپه‌ها تاكنون مورد كاوش‌های باستان‌شناسی قرار نگرفته‌اند.
