L’Aula Ottagona fa parte del complesso centrale delle Terme di Diocleziano ed è l’ultima delle quattro sale che sorgevano di fianco al caldarium. La quarta aula ha forma quadrata all’esterno e ottagonale all’interno (con nicchie semicircolari angolari) e potrebbe essere stata usata come frigidarium secondario delle terme, come fa supporre la vasca esagonale che vi era collocata fino al XVI secolo. Il pavimento attuale è frutto invece degli interventi papali che suddivisero l’aula in tre piani. La cupola “a ombrello” è ancora quella antica, mentre sono perdute la decorazione in stucco del soffitto e quella marmorea delle pareti.

Le statue esposte consentono di farsi un’idea dei soggetti usati nelle terme, dove si osservano in prevalenza immagini di atleti, eroi e divinità. Essi formavano dei complessi programmi decorativi, purtroppo oggi non ricostruibili. Tra le statue provenienti proprio dalle Terme di Diocleziano bisogna citare la copia dell’Afrodite Cnidia di Prassitele, un notevole torso virile, copia di un originale classico, e la bella testa di giovane atleta di età adrianea, copia di un originale di stile severo. Dalle Terme di Caracalla provengono due copie da Policleto (un torso del Doriforo e la statua di Herakles) e una bella statua di Afrodite Anadiomene (sorgente dal mare), raffigurata mentre si strizza i capelli bagnati e trovata nel Mitreo sottostante le terme. Al complesso di Caracalla appartenevano anche alcune teste, come quella di Asclepio e una di giovane con diadema, mentre una coppia di erme di Apollo e Hermes ne decorava probabilmente la biblioteca. Dalle Terme di Traiano proviene infine una copia dell’Apollo Liceo di Prassitele.