对于把巨石阵称为天文台的说法，有人提出疑问；建造者们为什么不用既轻便又很容易从当地得到的木材和泥土来建造这座天文台，而非要到很远的威尔土山区去运来这些大石块呢？再说，上面提到的那些坑穴中的人类墓葬又和天文学家有什么关系呢？正是这些疑问，使不少人坚持认为巨石阵实际上是一种神秘的宗教场所，它和天文台根本沾不上边。
在二十一世纪初，又有人提出一种观点，认为巨石阵既可能是用来祭祀的宗教活动场所，又是墓葬场所，同时也可能还是观测天象的天文场所。这就好像在中国已经发掘出的不少古墓那样，其中也都发现了古代的星图。
曾有一块巨石倒塌下来，现代学者们曾试图把它准确地放回原来的位置，但经努力，终难如愿。为此，有位学者指出：在地球上的位置若有几厘米的偏差，在外太空的计算上就可能达到若干光年。
奇怪的是，曾有学者用当前最先进的仪器设备，检测出巨石竟能发出超声波！古人在刀耕火种的时代怎么会知道超声波呢？难道是外星人遥远的史前时代光顾了英格兰？究竟是天文台，还是宗教活动场所，或者是二者兼而有之，这还是个未解之谜。
建造阶段
20世纪50年代中期，考古人员研究发现，巨石阵的建造期大概经历了三个阶段。
第一阶段可追溯至公元前2800年左右的新石器时代晚期。不过当时并没有巨石，只是建造了一个能容纳数百人的圆形土堤，在土堤内挖出了56个圆形坑，据考证，坑内当时很可能埋入了木桩，而木桩的作用是用来测量季节变化的。
公元前2000年，铜器时代初期，人们对巨石阵的进口进行了改造，当时铺设了壕沟和两道500米长的人行道，被称作“斯泰申石碑”的四座石柱，竖立在了巨石阵内侧，在这个阶段，似乎曾决定在中央竖起两圈蓝砂岩石柱，大约竖起四分之三圈石柱之后，可能由于计划改变，这项工程突然停止，于是石柱被搬走坑被填平。
《国家地理》提供的“巨石阵”的照片
大约在公元前1000年，巨石阵进入了建筑的第三个阶段，人们运来了100多块巨大的砂粒岩，并且建成了有30多个石柱的外圈，在外圈里侧布置了马蹄形。在第三阶段中期，在这5座石碑坊的里侧布置了许多蓝砂岩石柱，其中蓝砂岩的石柱残存到了今天。
巨石来源
巨石阵的主要材料是蓝砂岩，小的有5吨，大的重达50吨。但在索尔兹伯里地区的山脉中并没有蓝砂岩，最后，考古学家在南威尔士普利赛力山脉中发现了蓝砂岩。考证结论说明，数千年前的人们，不仅能将坚硬的蓝砂岩从山体中开凿下来，还能轻松地将原本粗糙锐利的表面打磨光滑。考古人员在普利赛力山脉的采石场发现了一些废弃的石斧和金属工具，这些工具至少有两千多年的历史，考古人员推测，当时的建造者已经掌握了凿刻巨石的技术，巨石就是被这些工具从山体中开凿下来的。在找到需要的石块后，还要将这些较大的石块分割成预定尺寸的小石块，专家们从石块的开凿痕迹中判定，当时的人们用的是一种木楔断口的方法，接下来用非常硬的沙砾连续打磨石块，来完成巨石最后的修整工作。
运送巨石
这些巨石是怎样从南威尔士采石场运到索尔兹伯里巨石阵的呢？运输蓝砂岩最合理的路线是：巨石首先从普利塞里山经陆路到达靠近海岸的米尔福得港，然后将石料装上船，最后到达巨石阵。这条线路，水路长达300多公里，专家推测当时的人们已经能够制造出载运巨石的船只。
从普利塞里山脉到达巨石阵，陆地行程将近40多公里，当时的人们又是如何在陆地上运输这些巨石的呢？研究人员认为，运输巨石并不像想象的那么困难，运输的工具很可能是利用撬杠、滚木和绳子。古时候巨石阵周围的山谷里有茂密的树林，人们利用坚硬的树木充当滚木和撬杠，而一种叫做断树的树皮可以制造出绳子，考古学者首先将树皮放在湿泥里浸泡6个星期，树皮就变成了富有韧性的纤维，把它们绞在一起，就成了简单结实的绳索。
在没有起重设备的条件下，古人又是如何准确地将横梁放到石柱顶部的呢？专家们认为，架置石块横梁很可能用的是“土屯法”。专家介绍说，土屯法就是利用斜面原理，用很多的土把两个柱子埋起来，形成一座山形，高度就是这个石头要到的高度，做成一个斜坡，然后从斜坡上把石头拉上去，下面用撬杠，很可能要铺原木，就位之后把土挖掉。
诸多推测
迄今发现的巨石阵共有人工琢凿过的巨石130多块。这些巨石也引起了许多推测。人们曾经认为这些巨石中的蓝砂岩石采自威尔士南部的普雷斯塞利山脉，这些蓝砂岩块被放在木筏上由水运而来。但也有地质学家认为，巨石阵的石头种类繁多，也许是由冰川活动把它们从更遥远的地方带到附近，然后被建筑者采集来用做材料的。如果这种推测属实，那么也许那个时候的人们把这些不明来历的巨石纯粹作为具有神力的东西来崇拜，把它们树立起来并不是为了建筑(天文台、宇宙）的目的，或者，它们可能是一些原始的祭拜对象。
在漫长的年代里，巨石阵犹如强劲的磁铁，一直吸引着人们的目光。许多人更愿意相信，这是远古祖先有意留给后人的一个巨大谜题。
英国考古学者动用130人试验成功。
自从巨石阵被发现以来，人们对它的出现一直在猜测。这么巨大的石头究竟是怎么搭建起来的呢？这成为长久无法破解的一大谜团。尤其令人称奇的是，史前当然没有大型吊车等工具，先人是如何把这些重达数十吨的大石头高高架起来的呢？这样奇怪的阵势引来后人连绵不绝的猜测，这些巨大的石头阵究竟是如何搭建的呢？