בית הכנסת העתיק במירון מצוי על גבעה בסמוך לקבר רבי שמעון בר יוחאי ומירון הקדומה, ובסמוך למושב מירון.

אתר בית הכנסת נסקר במסגרת סקר ארץ ישראל המערבית  שהתקיים בשנת 1875 על ידי משלחת של הקרן לחקר ארץ ישראל בראשות קלוד קונדר. החפירה הראשונה באתר נערכה בשנת 1905  על ידי היינריך קוהל וקרל וטצינגר  במסגרת הסקר המקיף שלהם על בתי הכנסת בגליל.

המבנה שממידיו 27מ’ אורך על 13.5מ רוחב נחצב  בתוך ההר. הקיר הצפוני של בית הכנסת הוא חצוב וניכר כי הגיע לגובה של המבנה. בתשתית של המבנה יש בליטות שהיו בסיס לאדני העמודים אשר החזיקו את גג בית הכנסת. בית הכנסת מכוון לירושלים , והוא המבנה הארוך מסוגו שנמצא בארץ עד כה. מקירותיו שרד בעיקר הקיר הדרומי, שבו 3 פתחים: פתח מרכזי, עם המשקוף הסדוק, ופתח נוסף, אשר שוחזר. בבית הכנסת המשקופים וכן הכרכובים  מעליהם אינם מעוטרים בתבליטים. צבי אילן סבור כי זו תוצאה של מגמה לא להגזים בקישוט בית הכנסת ולא עדות למצבם הכלכלי של תושבי המקום, אשר השקיעו רבות בבניה של בית הכנסת. ארון הקודש היה כנראה ליד הפתח הראשי, ולא נמצאו לו שרידים.

הקמת בית הכנסת תוך השקעת מאמץ גדול בחציבת מבנה בשטח גדול יחסית מעידה על החשיבות הרבה שהעניקו תושבי מירון הקדומה לבית הכנסת.

ייחודו של בית הכנסת הוא באגדה כי אם משקופו ייפול- אות הוא לבואו הקרוב של משיח בן דוד. צבי אילן מייחס את האגדה ליהודים שבקרו במקום בימי הביניים.