与其他新石器时代艺术一样，由于没有文字记载和其他考古证据，了解巨石阵这类遗址的用途非常困难，甚至几乎是不可能的。关于巨石阵有各种各样的猜想，有些的确有道理，还有一些则基本是异想天开。大部分理论认为，巨石阵可能用于宗教目的，其中一种说法认为它有可能用于人类和动物的祭祀，尽管附近的确发现了焚烧过的人类肢体，但是该理论现在已经过时了。人们还在巨石阵发现了一具完整的男人骨架，胸口被箭射穿，证明这里曾经发生过暴力行为，但并不一定就是宗教祭祀。

以一群天文学家为核心的学者相信，巨石阵有科技方面的用途，认为它曾经是新石器时代的天文台，用于监测太阳的活动，因为这对靠农业维生的社会来讲至关重要。由于巨石阵的主轴线与夏至日早晨初升的太阳在同一条线上，所以该理论也成为了争论的热点。