Phaselis, MÖ VII. ve MS XI. yüzyıllar arasında liman kenti kimliği ile antikitede varlığını sürdürmüştür. Özellikle Güney Liman’dan Kuzey Liman’a uzanan 225 metrelik ana cadde bu süreçte aktif kullanımı olan merkez niteliğinde olmuştur. Phaselis Küçük Hamam yapısı da Antalya’nın Kemer ilçesinde bulunan Phaselis Territoryumu’nun kent planında kuzey-güney limanları arasındaki ana cadde üzerinde karşılıklı olarak konumlanmış olan kamu yapılarından biridir. Roma İmparatorluk Dönemi’ne tarihlenmekte ve Tiyatro Hamamı olarak da adlandırılmaktadır. Yapı ile ilgili ilk arkeolojik yüzey araştırmaları 1980 yılında Kayhan Dörtlük başkanlığındaki bir ekip tarafından yürütülmüş; 1981 yılında Cevdet Bayburtluoğlu yönetimindeki bir ekip tarafından temizlik ve kazı çalışmalarına başlanmıştır. Alanda 1980 yılında sadece arkeolojik yüzey araştırmaları yürüten ilk ekip tarafından yapı hamam olarak tanımlanmış, 1982 kazılarında da bu tanımlama doğrulanmıştır. 1982-1985 yılları arasında hamam yapısında yapılan arkeolojik kazı ve belgeleme çalışmaları sonrası ara verilen çalışmalar Murat Arslan başkanlığında 2017 yılında tekrar başlatılmış 2024 tarihi itibari ile de Erdoğan Aslan tarafından devam etmektedir.

Phaselis kent merkezi, yaklaşık on hektarlık bir alanı kapsamaktadır ve kentin üç limanı ve lagünü tarafından çevrelenmiştir. Phaselis Küçük Hamam yapısı da kent limanı ile güney limanı birbirine bağlayan ana cadde üzerinde, nispeten düzlük olan bir açık alanda konumlanmaktadır. Yapının doğusunda tiyatro sahne binası, batısında meydan ve Tetragonal Agora, güneyinde akropolis ve tiyatro binasına çıkan merdivenler, kuzeyinde ise Latrina yer almaktadır. Doğu yönündeki sınırları o alanda henüz arkeolojik kazı çalışmaları sonlanmadığı için net olarak tespit edilememekle birlikte, o yöndeki sınırın tiyatronun sahne binasının başladığı hat olduğu önerilebilir. Buna göre hamam yapısı servis alanları ile birlikte yaklaşık 600 metrekarelik bir alanı kaplamaktadır. Günümüze ulaşan plan şemasına göre kuzey güney doğrultuda, birbiri ardına sıralanmış dikdörtgen planlı mekanlardan oluşmaktadır ve kapladığı alan 21,07x19,60 metre (yaklaşık 413 metrekare) olarak ölçülmektedir. Yıkanma bölümlerinin kapladığı bu toplam 413 metrekarelik alan diğer Likya hamamları ile karşılaştırıldığında orta büyüklükte bir hamam olduğu söylenebilir.

Phaselis Küçük Hamam yapısı apodyterium bölümü hariç mimari planı tanımlanacak şekilde korunmuş hali ile ait olduğu dönemin hamam mimarlığını yansıtan iyi bir örnektir. Yapı özellikle güney-kuzey aksında yan yana dizili dikdörtgen mekanlardan oluşan planı ile tipik bir Roma Dönemi hamamı olarak tanımlanabilir. Güneyden kuzeye doğru sıralanmış, dikdörtgen formlu bu mekanlar sırasıyla apoditerium (I), frigidarium (II), tepidarium (III), laconicum (IV) ve caldarium (V) olarak işlevlendirilmiştir. I. ve II. mekanlar dışında diğer tüm mekanlar hem döşemeden hem de duvardan ısıtılmaktadır. En kuzeydeki mekân olan caldarium, orta bölümde tepidarium ile bağlantılıdır. Tepidarium’dan doğusundaki laconicum’a ve frigidarium’a geçiş bulunmaktadır. Hamam yapısı güneyindeki frigidarium ile sonlanmaktadır ve mekanın doğusunda yer alan kapı ile apodyterium’a ulaşılmaktadır. Yapının kuzeydoğusunda da caldarium ile bağlantılı hamamın sıcak su ihtiyacının karşılandığı bölüm olan praefurnium bölümü yer almaktadır. Yapı “Tek Eksenli Dizi Tipi” olarak tanımlanan plan şemasına sahiptir ve odalar ısıtılmamış alanlardan ısıtılan alanlara doğru sıralanmıştır.

Phaselis Küçük Hamam yapısının ilk inşa evresindeki pek çok duvarı kırma taş ve harçtan oluşan bir dolgu içeren çift cidarlı yapım tekniği (emplekton) ile inşa edilmiştir. Özellikle dış duvarlarında büyük boyutlu ve benzer ölçülerde kullanılmış olan ana yapı malzemesi traverten breşidir. Ancak bölgedeki depremler ve diğer doğal afetler dolayısı ile yapının zarar gören duvarlarının tamiratlarında, yeni taşlar yerine daha küçük boyutlu taşların ve yapıdaki yıkıntı malzemelerin kullanıldığı gözlenmektedir. Ana duvar malzemesi traverten breşi olmakla birlikte antik kentin yerel yapıtaşlarından olan serpantin, gabro ve kalkarenit gibi malzemelerle birlikte farklı coğrafyalardan getirilmiş Afyon, Muğla ya da Marmara kökenli mermer, Limyra kökenli kireçtaşı ve breş malzemelerin de kimi zaman devşirme kimi zaman da kaplama malzemesi olarak kullanıldığı tespit edilmiştir.

Bazı mekanlara ait beden duvarları tonoz çatının üzengi seviyesine kadar günümüze ulaşmıştır. Laconicum - tepidarium ara duvarına ait tonozun büyük bölümü sağlam durumdadır. Bunun dışında duvarların üzengi seviyelerinden sonraki kotlarındaki küçük kırma taşlar ve harçtan meydana gelen tonoz parçalarından yapının her bölümünün doğu batı yönünde beşik tonozla örtülü olduğu anlaşılmaktadır. Alandaki arkeolojik kazı çalışmaları sonucu ortaya çıkartılan kiremit parçalarından beşik tonoz çatı örtüsünün üzerinin kiremit kaplı olduğu söylenebilir. Üzengi seviyesi ve günümüze kısmen de olsa tüm katmanları ile ulaşan laconicum döşemesinden yapının iç yüksekliği 4,82 metre olarak ölçülmektedir.

Phaselis kentinde yapılan arkeolojik kazı çalışmaları ve yüzey araştırmalarında kent halkının su ihtiyacını Arkaik-Klasik dönemlerde yakındaki temiz su kaynaklarından ve sarnıçlarda biriken sulardan karşıladıkları tespit edilmiştir. Ancak Hellenistik Dönem’e gelindiğinde ve sonrasında kent sınırlarının genişlemesi ve beraberinde gelen nüfus artışı dolayısı ile su kaynakları yetersiz kalmış ve alternatif arayışlarına gidilmiş olmalıdır. Kent ve çevresinde yapılan araştırmalar sonucunda da artan su ihtiyacının Tahtalı Dağı eteklerindeki su kaynaklarından, çağlayan sulardan, Kuzey Yerleşim’in kuzeydoğu ve güneydoğu eteklerindeki mağaralardan ve Alacasu yönünde bulunan su rezervuarı alanlarından giderildiği anlaşılmıştır. 

Phaselis Küçük Hamam yapısında yapılan arkeolojik kazı çalışmaları sonucunda caldarium, tepidarium ve laconicum mekanlarının hypocaust sistemine sahip olduğu görülmektedir. Hamamın sıcak su-hava ihtiyacı caldarium’un doğu duvarına bitişik olarak inşa edilmiş olan külhan ve onun üstüne yerleştirilmiş olan sıcak su kazanı ile sağlanıyor olmalıdır.  Külhanda ısıtılan hava sırası ile caldarium, tepidarium ve laconicum’a hava kanalları aracılığı ile dağıtılmaktadır. Isıtılan mekanların hypocaust sisteminde kullanılan pilae’ler (payeler) 29x29 santimetrekare ve 29 santimetre çapında yuvarlak formlarına sahip pişmiş toprak tuğlalardır. Sıcak suyun hamama girişi yine caldarium’un doğusunda bulunan kemerli bir geçiş ile sağlanmaktadır. Bu kemerli geçişin üst kotu sıcak su havuzuna su sağlarken alt kotu sıcak havayı kanallara aktarmaktadır. 

Phaselis Küçük Hamam yapısında yapılan kazılar sırasında yapıyı tarihlendirmemize yardımcı olan  üç parça buluntu tespit edilmiştir. Bunlardan ilki Roma İmparatoru II Konstantius (MS 337- 361) Dönemi’ne tarihlenen 18 milimetre çapında bronz bir sikkedir. Diğer parçalardan biri Roma İmparatorluk Dönemi’ne tarihlenen muhtemelen bir saç tokası olarak kullanılmış olan kemik bir parçadır. Son buluntu ise Doğu Roma Dönemi’ne tarihlenen gümüş bir haçtır. Yapının temizliği ve onarımı sırasında en üst seviyelerden çıkan ve Arap akınları veya Haçlı Seferleri ile ilişkili olabilecek bu akik taşlı gümüş haç ve zinciri, Phaselis Küçük Hamamının MS VIII. yüzyılın sonlarına kadar kullanılmış olabileceğini göstermektedir. Phaselis Küçük Hamam yapısının frigidarium’daki eritme havuzunun varlığı Geç Antik Çağ’da farklı fonksiyonlarla bile olsa kullanıldığını göstermesi açısından önemlidir. MS X. yüzyılda Phaselis, Attaleia kent yapıları için taş ocağı amacına hizmet etmiştir ve bu durumun kentin Küçük Hamam yapısı üzerindeki etkilerinin ne olduğu bilinmemektedir. Ancak Phaselis’in MS 1158 yılında Selçuklular tarafından fethedilmesi hem kentin hem de hamam yapısının sonu olmuştur.