Il fabbisogno d'acqua della villa del Varignano, aumentato nella fase in cui la dimora si dota di terme private, era garantito dalla grande cisterna posta alle sue spalle. La struttura è a due navate rettangolari, coperte da volte a botte e separate da un muro centrale nel quale si aprono cinque archi a tutto sesto. La perizia tecnica e costruttiva nonché l'impiego di ottimi materiali hanno permesso che il monumento giungesse a noi pressoché intatto nele sue parti. La fabbrica è rinforzata a valle da sette contrafforti sulla roccia affiorante , per contrastare la spinta dell'acqua dall'interno; la sua capienza, calcolata all'altezza dell'imposta della volta a botte, (m 3.60) è di 576.00 metri cubi, pari a 576.000 litri. Il paramento esterno e quello dei contrafforti è realizzato in opus vittatum mixtum, a fasce alternate di pietra calcarea locale e tegolini privati delle alette. Le pareti esterne ed interne sono ricoperte da uno strato di malta idraulica ad alta resistenza, migliorata dall'inserimento nell'impasto di granuli di pozzolana importati dall'area campana. Il pavimento è realizzato a cocciopesto, a formare un livello duro ed impermeabile. All'interno, nei punti più delicati, pulvini in malta idraulica scongiuravano il richio di infiltrazioni e perdite e garantivano un adeguato grado di igiene dell'ambiente