Βρίσκεται βορειοανατολικά της Μονής Καισαριανής, σε υψόμετρο 545μ.
Η μονή είναι εγγεγραμμένος σταυροειδής ναός με τρούλο. Σωζόμενη επιγραφή μας πληροφορεί ότι είχε διατελέσει «Πατριαρχικόν Σταυροπήγιον».
Τόσο οι συνθήκες όσο και η χρονολογία ίδρυσης της μονής είναι άγνωστες. Κατά μία εκδοχή, το όνομά της συνδέεται με τον όσιο Λουκά τον Στειριώτη ή Αστεριώτη, τον ιδρυτή της ομώνυμης Βοιωτικής μονής ο οποίος διέμεινε για κάποιο χρόνο στην Αθήνα, πιθανότατα στην εν λόγω μονή. Αν η εκδοχή αυτή αληθεύει, τότε η ίδρυση της μονής Αστερίου πρέπει να αναχθεί σε χρόνους πριν το έτος 1000.
Σύμφωνα με την άγνωστη συγγραφέα της «Ιστορίας της Μ.Πετράκη» ο ναός φέρει εσωτερικώς τοιχογραφίες του ΙΣΤ αιώνα της ανατολικής μοναστικής τεχνοτροπίας. Στον χώρο της μονής υπάρχουν η Τράπεζα η οποία εντός της κόγχης φέρει τοιχογραφία της «Παναγίας της Πλατυτέρας», η Εστία (=μαγειρείο) υπολείμματα πιθανά παλαιάς τραπέζης και ο Καμαροσκέπαστος πυλώνας της εισόδου που αποκαλείται «διαβατικόν».
Στα μοναστήρια που σώζονται ως σήμερα διάσπαρτα στις πλαγιές του Υμηττού, υπάρχουν εντοιχισμένα μάρμαρα από ανάγλυφα ή επιτύμβιες στήλες, κομμάτια από κίονες και βάθρα, ενώ στα θεμέλιά τους διακρίνονται όπως προαναφέραμε τα ίχνη από παλιοχριστιανικές βασιλικές και αρχαίους ναούς. Βρίσκονται εκεί όπου από τα πρώτα χριστιανικά χρόνια, ασκητές και μοναχοί ζήτησαν ευλαβικά άσυλο.
Μεγάλο Βάραθρο Αστερίου
Το Μεγάλο Βάραθρο Αστερίου βρίσκεται σε υψόμετρο 480μ. και 500μ. βόρεια της ομώνυμης μονής. Η εξερεύνηση του πρώτου θαλάμου έγινε το 1938 ενώ ολόκληρου του βαράθρου έγινε το 1943. Γενικά η επίσκεψη στο βάραθρο είναι πολύ δύσκολη εκτός από τα πρώτα 20 μέτρα.
