巨石陣的用途生產技術低下的古代人，費盡辛苦壘起這麼一座“石頭城”究竟想幹什麼？這個令人困惑不解的問題引起考古學家和每年數十萬來自世界各地的旅遊者們的注意。
幾個世紀以來，沒有人知道巨石陣的真正用途，也沒有人知道是誰建造了巨石陣，而古老的傳說和人們的種種推測，讓巨石陣更增加了神秘的氛圍。
許多年以來，巨石陣吸引了衆多的人們對它進行考察，人們對這座巨石陣的用途做出了種種猜測。一些人通過考古發掘，發現土堤內側有多處墓穴，便據此推測它是古代部落酋長的墳墓。而出土的大量獸骨殘骸則被懷凝是祭陵用的犧牲品。於是有人判斷，巨石陣是祭祖用的祭祀場所。還有結論認爲這是一座古代天文臺。牛津大學的霍金斯教授通過仔細觀查和嚴密的計算認爲通過巨石陣石環和土環的結構關係，可以精確瞭解太陽和月亮的12個方位，並觀測和推算日月星辰在不同季節的起落，所以，這應當是一座古天文臺。
真正大規模的考察發掘是在20世紀後期。1980年——1984年，英國考古學者巨石柱遺址進行了發掘考察，通過現代科學技術手段，證明巨石陣始建於公元前3100年。距今已逾5000年，當時，這裡有綿亙的森林，維塞克斯的原始部落就在這裡繁衍生息。因此，學者們認爲，這裡是不列顛島的人類文明發祥地。而正是這一燦爛的維塞克斯文明，推動了英倫三島的進步。公元5世紀的盎格魯撒克遜王國就是在這一帶建立的，這個王國在公元9世紀統一了全英格蘭。
推測1：古代祭祀場所
1997年，英國科學家在一次實驗中發現，巨石陣具有令人驚異的聲學特性。科學家們在一些巨石中放入先進的錄音器材進行實驗，發現組成巨石陣的巨大扁平石塊能非常精確地放射巨石陣內部的回聲，並將其集中於巨石陣的中心，形成共鳴效應。
科學家們推測，巨石陣很可能是古代祭祀的主要場所。早在17世紀，英國古董學家奧波雷就認爲，巨石陣是羅馬統治時期德魯伊教的祭祀場所。相傳德魯伊教在英國索爾茲伯里平原上建造了巨石陣，目的是用來獻祭太陽神，從此在巨石陣的故事裡出現了德魯伊教。德魯伊教是公元前5世紀至公元前1世紀，散居在不列顛、愛爾蘭等地的凱爾特人信仰的一種宗教。據說德魯伊教的形式和教義非常神秘，凱撒遠征高魯時說，德魯伊教士精通物理、化學，他們在樹林中居住，甚至用活人獻祭。在英國除了索爾茲伯裡巨石陣外，還有900多座圓形巨石陣，這些巨石陣分佈在英國不同的地區。其似圓形形態好像是以黃金分割比例排列。
推測2：顯赫家族墓地
關於神秘的巨石陣，人們仍舊繼續做着各種各樣的推測和解釋。2003年，考古學家在巨石陣不遠的地方發現了一座古墓，墓中出土的陪葬品有100多件，包括金、銀、銅等裝飾品，陪葬品的數量要比同年代墓葬多達10倍，經專家考證，墓中的主人地位非常顯赫，他就是阿徹。阿徹大約生活在公元前2300年，而這個階段恰好是巨石陣形成的時期，考古人員發現，阿徹墓中的陪葬品大部分來自阿爾卑斯山，從阿徹遺留下的牙齒形狀和損壞的程度檢測來看，他的童年是在阿爾卑斯山區度過的，他很有可能是來自瑞士或者是奧地利一帶。如果是阿徹建造了巨石陣，那麼被視爲英國古老象徵的史前巨石陣將會是一名外來人的作品。考古學家們推測，幾千年前的維賽克斯人和阿徹都有可能參加了巨石陣的建造，但從他們分別生活的時代可以看出，巨石陣的建造經過了一個漫長的時期。
推測3：康復治療中心
2008年，英國考古學家傑弗裡·溫萊特和蒂莫西·達維爾認爲，巨石陣無異於“新石器時代的盧爾德”。盧爾德是法國聖地，因被認爲具有神奇的治療功能而名噪一時。
墓葬用品散落在巨石陣及其岩石碎屑周圍，代表一種避邪之物，表明巨石陣在古代的作用首先是一處朝聖地。同時，巨石陣一帶發現了數量非比尋常的骨骼，上面均留有重病或重傷的跡象。對遺骸牙齒分析的結果表明，其中一半人來於巨石陣以外地區。
考古學家根據這次發掘結果推測，人們來到此地的原因或許是認爲這裡的石頭具有治病“神力”。達維爾猜測，人們當時懷着一種悲傷、絕望的心情來到巨石陣。生病或受傷的古人來到那裡，冀望“神石”能幫助他們康復。新的考古發現表明了巨石陣曾經是史前朝聖者的康復中心，驗證了它在史前社會的重要性。
推測4：天文觀測臺
巨石陣不僅在建築學史上具有重要的地位，在天文學上也同樣有着重大的意義：它的主軸線、通往石柱的古道和夏至日早晨初升的太陽在同一條線上；另外，其中還有兩塊石頭的連線指向冬至日落的方向。因此，人們猜測，這很可能是遠古人類爲觀測天象而建造的，可以算是天文臺最早的雛形了。
12世紀初期，英國流傳着這樣一個傳說，公元5世紀，亞瑟王的宮廷巫師梅林用神力從愛爾蘭運來了巨石陣，而建造巨石陣的目的，是墨林準備用一座永恆的紀念碑來紀念亞瑟王的部下。
考古工作者並不相信是神力搬運來的巨石，他們根據蒐集的一些資料認爲，早在17世紀史前巨石陣就引起了人們的興趣。一種流行的說法是巨石塊有天文現象的功用。巨石塊與一年中白晝最長一日的日出相吻合。這可能意味着，巨石陣的建造者們是太陽的崇拜者。巨石塊肯定不是德魯伊特（古代凱爾特人中一批有學問的人—譯註）建造的。在巨石陣被廢棄後很久他們纔在這裡生存。
巨石陣所在的地區有許多墳墓和神廟，它們都已有好幾百年的歷史了。許多世紀以來巨石陣本身就是一個聖地，但我不知道該聖地在什麼時候或爲什麼廢棄了。不幸的是，幾個世紀以來有些石塊已搬走去造房子，而另一些已經倒下。
巨石陣在史前時代分爲三個時期建造，前後將近一千年。第一期大約從公元前2750年開始，考古學家稱之爲巨石陣第一期。在這一時期中，最令人費解的事是被稱爲奧布里洞的遺蹟。這些洞是十七世紀石一位古文物學家約翰奧布里發現的。這些洞是位在環狀溝的內緣，同樣圍成一圈，總共有五十六個。這些洞是挖好後又立刻填平，並且確定洞中未曾有石柱豎立過。爲何當初要挖五十六個，而不是整數的數目？是研究學者極傷腦筋的。根據牛津大學亞歷山大·湯姆教授的研究指出，在綜合英國境內其它環狀石遺蹟的研究後他發現，這些洞的排列與金字塔的構造有相同的地方，就是它們同樣運用了黃金分割比。