دژ باستانی نوشیجان با اهمیت ترین بنای باستانی دوره به قدرت مادهاست. این محوطه باستانی در زمان حکومت بنیان گذار اولین امپراتوری ایران یعنی دیاکو جزء حوزه قلمرو اکباتان بوده است. این دژ در 20 کیلومتری شمال غرب ملایر و بالای تپه ای به ارتفاع 30 متر و مشرف بر جلگه شور کات واقع شده است.

دکتر علی سرفراز، پیر باستان شناسی ایران، سرپرست اولین گروهی بود که این منطقه را مورد بررسی و کاوش قرار داد. از سال 1346 هجری شمسی دیوید استروناخ با هزینه موزه متروپولیتین نیویورک، انستیتوی شرق شناسی دانشگاه شیکاگو و موسسه ایران شناسی بریتانیا به طور رسمی حفاری این منطقه را آغاز کرد. استروناخ در مقاله ای در سال 1969 میلادی درباره این محوطه چنین نوشته است:

 نوشیجان در ایران، نخستین مکانی است که آتش در فضای بسته نیایش می شده است. این آتشکده مهم در ابتدا آتشی بوده برآمده از فوران گاز طبیعی از مخزن زیر زمینی که در اثر رعد و برق به وجود آمده است. بعد ها با توجه به تقدس آتش نزد ساکنان ایران، عده‌ای بر گرد آن زندگی تشکیل داده اند و آتشکده نوشیجان را بنا کردند.

 استروناخ همچنین معتقد است که دژ نوشیجان علاوه بر آتشکده، یکی از قلعه‌های دفاعی حکومت مرکزی ماد در برابر هجوم اقوام قدرتمند بین النهرین مانند حکومت آشور بوده است. او سه دوره فرهنگی برای این تپه در نظر گرفته است: دوره ماد (نیمه دوم قرن هشتم تا نیمه اول قرن ششم قبل از میلاد)، دوره هخامنشیان و دوره سلوکی و پارت ها.

مجموعه باستانی نوشیجان ۸۰ متر طول، ۳۰ متر عرض دارد و مرتفع‌ترین بخش آن ۳۷ متر است. آثار کشف شده مربوط به معماری ماد در نوشیجان عبارتند از:

بنای قدیمی جبهه ی غربی موسوم به اولین آتشکده
تالار ستون دار موسوم به آپادانا
معبد مرکزی یا دومین آتشگاه
اتاق ها و انبارها
تونل
-حصار و دژ

مطالعه و بررسی ویژگی های معماری خاص نوشیجان نشان دهنده اولین نمونه‌های الگوهای معماری کشور است، مانند کاربرد طاق‌های هلالی، پوشش سقف به صورت گهواره‌ای، مقرنس در تزیین بنا (طاقچه های کاذب آتشکده دوم )، یکی از نخستین تالارهای ستون‌دار در تاریخ ایران، کابرد طرح چلیپا در ساختار و تزیینات بنا.