對於把巨石陣稱爲天文臺的說法，有人提出疑問；建造者們爲什麼不用既輕便又很容易從當地得到的木材和泥土來建造這座天文臺，而非要到很遠的威爾土山區去運來這些大石塊呢？再說，上面提到的那些坑穴中的人類墓葬又和天文學家有什麼關係呢？正是這些疑問，使不少人堅持認爲巨石陣實際上是一種神秘的宗教場所，它和天文臺根本沾不上邊。
在二十一世紀初，又有人提出一種觀點，認爲巨石陣既可能是用來祭祀的宗教活動場所，又是墓葬場所，同時也可能還是觀測天象的天文場所。這就好像在中國已經發掘出的不少古墓那樣，其中也都發現了古代的星圖。
曾有一塊巨石倒塌下來，現代學者們曾試圖把它準確地放回原來的位置，但經努力，終難如願。爲此，有位學者指出：在地球上的位置若有幾釐米的偏差，在外太空的計算上就可能達到若干光年。
奇怪的是，曾有學者用當前最先進的儀器設備，檢測出巨石竟能發出超聲波！古人在刀耕火種的時代怎麼會知道超聲波呢？難道是外星人遙遠的史前時代光顧了英格蘭？究竟是天文臺，還是宗教活動場所，或者是二者兼而有之，這還是個未解之謎。
建造階段
20世紀50年代中期，考古人員研究發現，巨石陣的建造期大概經歷了三個階段。
第一階段可追溯至公元前2800年左右的新石器時代晚期。不過當時並沒有巨石，只是建造了一個能容納數百人的圓形土堤，在土堤內挖出了56個圓形坑，據考證，坑內當時很可能埋入了木樁，而木樁的作用是用來測量季節變化的。
公元前2000年，銅器時代初期，人們對巨石陣的進口進行了改造，當時鋪設了壕溝和兩道500米長的人行道，被稱作“斯泰申石碑”的四座石柱，豎立在了巨石陣內側，在這個階段，似乎曾決定在中央豎起兩圈藍砂岩石柱，大約豎起四分之三圈石柱之後，可能由於計劃改變，這項工程突然停止，於是石柱被搬走坑被填平。
《國家地理》提供的“巨石陣”的照片
大約在公元前1000年，巨石陣進入了建築的第三個階段，人們運來了100多塊巨大的砂粒巖，並且建成了有30多個石柱的外圈，在外圈裡側佈置了馬蹄形。在第三階段中期，在這5座石碑坊的裡側佈置了許多藍砂岩石柱，其中藍砂岩的石柱殘存到了今天。
巨石來源
巨石陣的主要材料是藍砂岩，小的有5噸，大的重達50噸。但在索爾茲伯裡地區的山脈中並沒有藍砂岩，最後，考古學家在南威爾士普利賽力山脈中發現了藍砂岩。考證結論說明，數千年前的人們，不僅能將堅硬的藍砂岩從山體中開鑿下來，還能輕鬆地將原本粗糙銳利的表面打磨光滑。考古人員在普利賽力山脈的採石場發現了一些廢棄的石斧和金屬工具，這些工具至少有兩千多年的歷史，考古人員推測，當時的建造者已經掌握了鑿刻巨石的技術，巨石就是被這些工具從山體中開鑿下來的。在找到需要的石塊後，還要將這些較大的石塊分割成預定尺寸的小石塊，專家們從石塊的開鑿痕跡中判定，當時的人們用的是一種木楔斷口的方法，接下來用非常硬的沙礫連續打磨石塊，來完成巨石最後的修整工作。
運送巨石
這些巨石是怎樣從南威爾士採石場運到索爾茲伯裡巨石陣的呢？運輸藍砂岩最合理的路線是：巨石首先從普利塞裡山經陸路到達靠近海岸的米爾福得港，然後將石料裝上船，最後到達巨石陣。這條線路，水路長達300多公里，專家推測當時的人們已經能夠製造出載運巨石的船隻。
從普利塞裡山脈到達巨石陣，陸地行程將近40多公里，當時的人們又是如何在陸地上運輸這些巨石的呢？研究人員認爲，運輸巨石並不像想象的那麼困難，運輸的工具很可能是利用撬槓、滾木和繩子。古時候巨石陣周圍的山谷裡有茂密的樹林，人們利用堅硬的樹木充當滾木和撬槓，而一種叫做斷樹的樹皮可以製造出繩子，考古學者首先將樹皮放在溼泥裡浸泡6個星期，樹皮就變成了富有韌性的纖維，把它們絞在一起，就成了簡單結實的繩索。
在沒有起重設備的條件下，古人又是如何準確地將橫樑放到石柱頂部的呢？專家們認爲，架置石塊橫樑很可能用的是“土屯法”。專家介紹說，土屯法就是利用斜面原理，用很多的土把兩個柱子埋起來，形成一座山形，高度就是這個石頭要到的高度，做成一個斜坡，然後從斜坡上把石頭拉上去，下面用撬槓，很可能要鋪原木，就位之後把土挖掉。
諸多推測
迄今發現的巨石陣共有人工琢鑿過的巨石130多塊。這些巨石也引起了許多推測。人們曾經認爲這些巨石中的藍砂岩石採自威爾士南部的普雷斯塞利山脈，這些藍砂岩塊被放在木筏上由水運而來。但也有地質學家認爲，巨石陣的石頭種類繁多，也許是由冰川活動把它們從更遙遠的地方帶到附近，然後被建築者採集來用做材料的。如果這種推測屬實，那麼也許那個時候的人們把這些不明來歷的巨石純粹作爲具有神力的東西來崇拜，把它們樹立起來並不是爲了建築(天文臺、宇宙）的目的，或者，它們可能是一些原始的祭拜對象。
在漫長的年代裡，巨石陣猶如強勁的磁鐵，一直吸引着人們的目光。許多人更願意相信，這是遠古祖先有意留給後人的一個巨大謎題。
英國考古學者動用130人試驗成功。
自從巨石陣被發現以來，人們對它的出現一直在猜測。這麼巨大的石頭究竟是怎麼搭建起來的呢？這成爲長久無法破解的一大謎團。尤其令人稱奇的是，史前當然沒有大型吊車等工具，先人是如何把這些重達數十噸的大石頭高高架起來的呢？這樣奇怪的陣勢引來後人連綿不絕的猜測，這些巨大的石頭陣究竟是如何搭建的呢？