1911年6月耶鲁大学考察队在美国探险家海勒姆·宾厄带领下从库斯科出发，去寻找西班牙人征服秘鲁之后印加帝国残部退守的一个秘密要塞，结果，要塞没找到，却意外地发现了一座荒凉的“空中城市”。
这座空中城市，城址方圆14平方千米，海拔2300米，常年笼罩在云雾之中。周围环境十分险峻，乌鲁班巴河自库斯科汹涌而来，切开崖壁，向北归入亚马逊河系。河流的冲击力，形成了垂直700米的悬岸峭壁。海拔6264米的萨尔坎太山，覆着皑皑白雪，下临峡谷。悬岸上面的花岗岩台地便是马丘比克丘古城。城市依山而建，三面临河壁，几乎无路可上。房屋倚山而筑，其中数百幢依然完好，稍为修整便可住人。城中各种建筑繁多，从布局来看有太阳神庙、祭坛、王宫、贵族庭院、平民（奴隶）住宅、作坊、市场。一些房间像迷宫一样交错，走得进去，转不出来。
城内所有建筑都以石头砌成，不用灰浆粘合，石头与石头之间的接合缝十分紧密，刀片都插不进去。公共建筑的墙石，大者重以吨计，墙基直接凿在岩层上。30千米外的采石场遗址可以证明，不少石料是从那里运来的，靠人力和杠杆硬拉上山。奴隶们用无把的石锤敲打，精心琢磨后，逐层垒砌上去。如果这些房屋的茅草屋顶还在，马丘比克丘完全称得上是一座漂亮的城市了。
为了满足自给自足，印加人在山脊斜坡和后山上开辟了数百层梯田，种植粮食。每层石坡约有3米高，成百米长，一层层地垒叠上去，一直到达山巅。而且每级均凿有石沟，引接雪水进行灌溉。
在古城遗址的一个小丘上，有一块硕大无比的长方形石头，表面打磨光滑，棱角整齐，面向东方放置，在石上系着一条碗口粗的绳索。经考古学家考证，这就是著名的“拴日石”，表达了印加人渴望太阳不落，永远照耀大地的朴素情感。另外，这拴日石还有一项重要作用，它还是一部特殊的天文日历。印加人通过日影的变化来确定季节，编制日历，据以农作。
那么这座城市是何时建造的？又是在什么情况下被放弃的？自从“空中城市”被发现以来，人们对它的存在和消失进行了科学猜测。
第一发现者宾厄说，古城的神庙都配备三扇窗，同其他印加遗址不同，因而可能是印加帝国缔造者，第一代国王曼科·卡帕克的出生地。
有些学者判断马丘比克丘是“太阳圣女之城”，因为这个城市的居民中，男女比例是1：2.这些女性因为容貌佳丽，被选为太阳的圣女，都是从全国集中于此，过着隐居的生活。出于“金城藏娇”必须严守秘密，所以广大臣民都不知道这座城市的存在。
古代生产力极其落后，要供养几万人口的衣食很不容易。一遇天灾便无法继续生活，只能四散逃亡。马克比克丘不是遭受自然灾害，就是遭到凶残的丛林部落的进攻，有时会是统治者之间的内讧火拼，要不就是奴隶们起来造反，以致居民大批死亡或逃散，城市被废弃。