Se déployant sur environ 6 000m2 lors de sa construction, la moitié de l’édifice est encore conservée. Outre le frigidarium (salle froide), sa piscine et sa voûte, le caldarium (salle chaude), une palestre et une salle chauffée par deux fours sont partiellement préservés, tout comme certains espaces de service. Les différentes fouilles, effectuées depuis le XIXe siècle ont permis de mieux comprendre le bâtiment et son fonctionnement.
On entrait probablement dans les thermes par le sud. Aux séries de boutiques situées derrière le portique succédait une grande cour, peut-être un jardin à l’image de ceux présents dans les thermes romains. Relevée par l’architecte-archéologue Théodore Vacquer en 1852, cette partie méridionale est aujourd’hui enfouie sous les immeubles haussmanniens, mais on peut imaginer, à l’entrée des thermes, les marchands de savon, de produits d’hygiène et les taverniers offrant aux sportifs et baigneurs de quoi se désaltérer et se restaurer.
Ensuite, le parcours suivait une progression du nord vers le sud, des salles froides vers les chaudes. Cette particularité d’un accès par le sud pour un parcours débutant au nord a conduit certains des chercheurs à penser que l’accès au complexe avait évolué pendant sa période d’utilisation, hypothèse aujourd’hui contestée au profit de la présence d’une fontaine monumentale au nord.
Le concept du parcours thermal repose non sur la baignade mais sur l’exposition du corps à différentes températures de l’eau et de l’air. Selon les principes de la médecine romaine, le chaud dilate les pores de la peau et permet l’évacuation des « humeurs » tandis que le froid les resserre, rétablissant ainsi leur fonction protectrice.
Le parcours des thermes de Cluny, même s’il pose un certain nombre de problèmes, peut être globalement restitué. Après avoir effectué quelques exercices physiques dans les deux palestres (gymnases non couverts) qu’il rejoignait par des couloirs, le baigneur traversait le frigidarium (salle froide) pour gagner les pièces plus chaudes du complexe.
S’ensuivait alors le parcours thermal classique : tepidarium (salle tiède), destrictarium (salle tiède) dans lequel le baigneur nettoyait son corps en raclant sa peau à l’aide d’un strigile, laconicum (salle à chaleur sèche) et enfin le caldarium (salle chaude) dans lequel se trouvaient trois bassins chauds.
Après être retourné dans le tepidarium, le baigneur regagnait alors le frigidarium et sa piscine froide encore conservée où il terminait son parcours thermal.
