Aproximadamente a unos 150 metros hacia el noreste del Observatorio, hay un pozo natural que sirvió como depósito de agua para los pobladores de Chichén Itzá, que contrasta mucho con el grandioso Cenote Sagrado. Sin embargo, su importancia fue vital para los habitantes de Chichén Itzá.

En su momento, el Xtoloc estuvo rodeado por chultunes o cisternas que suministraron agua a la población. En el centro, a unos 20 metros de la orilla, hay un singular templete con columnas y un santurario, que constó de tres cámaras que descansaron sobre una plataforma baja. Al parecer, estuvieron techadas con bóveda angular.

El cenote Xtoloc, que debe su nombre a la gran iguana común que existe en Yucatán, consta también de una pequeña rampa que fue construida por los mayas, a fin de que se pudiera caminar hasta el nivel del líquido y llenar el recipiente.