Südwestlich des großen Bogentores stand der Tempel des Nabo, bzw. Nebo (4), eine ursprünglich mesopotamische Gottheit der Schrift, Weisheit und Macht, die in Palmyra mit Apollo gleichgesetzt wurde. Das Hofheiligtum besaß einen monumentalen Eingang an seiner Südseite. Seine Orientierung bezieht sich wahrscheinlich auf die südlich gelegene, kaum erforschte hellenistische Stadt.

Der Zugang erfolgt durch einen Torbau mit sechs Säulen. Der Hof besteht aus gestampfter Erde und weist einen Brunnen mit breitem Rand für rituelle Waschungen auf. In der Achse der Cella steht ein restaurierter monumentaler Säulenaltar. Der Tempel selbst erhebt sich auf einem profilierten Podium von 2,15 m Höhe. Sein Peristyl aus 32 korinthischen Säulen mißt 20,60 auf 9,15 m. Man betrat die Cella über eine monumentale elfstufige Freitreppe zwischen zwei Zungenmauern. Die unteren Stufen trugen einen kleinen Altar, wie dies auch beim Bel-Tempel der Fall war. Im Hintergrund der Cella befand sich die Kultnische, die von zwei Treppentürmen flankiert war.

Anhand von Inschriften und des Baubefundes läßt sich die Geschichte des Heiligtums von der Errichtung des ersten Tempels im letzten Viertel des 1. Jhs. n. Chr. bis in den Beginn des 3. Jhs. n. Chr. lückenlos verfolgen.