W samym sercu Angkor Thom znajduje się XII-wieczny Bayon, hipnotyzująca świątynia króla Dżajawarmana VII. Uosabia kreatywny geniusz najsłynniejszego króla Kambodży. Jego 54 gotyckie wieże ozdobione są 216 gigantycznymi uśmiechniętymi twarzami i są ozdobione ponad kilometrem niezwykłych płaskorzeźb zawierających ponad 11000 postaci.

Górny poziom Bayon został zamknięty z powodu renowacji. Dolne poziomy, w tym epickie płaskorzeźby, są otwarte przez cały czas trwania renowacji.

Chociaż obecnie wiadomo, że Bayon został zbudowany przez Dżajawarmana VII, przez wiele lat jego pochodzenie było nieznane. Otulona gęstą dżunglą badaczom zajęło trochę czasu, zanim zdali sobie sprawę, że stoi dokładnie w centrum miasta Angkor Thom. Z Bayonem wciąż wiąże się wiele tajemnic – takich jak jego dokładna funkcja i symbolika – i wydaje się to właściwe tylko dla pomnika, którego podpisem jest enigmatyczna uśmiechnięta twarz.

W przeciwieństwie do Angkor Wat, który wygląda imponująco ze wszystkich stron, Bayon z daleka wygląda bez szczególnego wyrazu. Dopiero po wejściu do świątyni i wejściu na trzeci poziom jej magia staje się widoczna.

Podstawowa struktura Bayon składa się z trzech prostych poziomów, które odpowiadają mniej więcej trzem odrębnym fazom budowy. Pierwsze dwa poziomy są kwadratowe i ozdobione płaskorzeźbami. Prowadzą na trzeci, okrągły poziom, z wieżami i ich ścianami.

Niektórzy twierdzą, że w czasie budowy Bayon imperium Khmerów zostało podzielone na 54 prowincje, stąd 54 pary wszechwidzących oczu, które pilnują odległych poddanych królestwa.