יישוב בשם מעון נזכר כבר בתקופה הרומית המאוחרת ובתקופה הביזנטית כאחד מיישובי הגבול בקו הביצורים הדרומי של הארץ ("לימס פלשתינה"). על פי הכתובים, במעון ישב גדוד פרשים מאיליריה שבמערב הבלקן.
בתקופה הביזנטית (מאות חמישית עד שביעית לספירה) נקרא החבל כולו על שם מעון – מנואיס. זו הייתה עיירה גדולה, שרוב תושביה נוצרים. בית הכנסת שהתגלה באתר מעיד שישבו בעיר גם יהודים.
בית הכנסת פונה לכיוון צפון-מזרח, לעבר ירושלים. הוא שוכן במרכזו של מכלול מבנים הכולל חצרות ובורות מים. חלק ממערכת איסוף המים ובורות המים, שכללו גם מקווה טהרה, שוחזר והוא מוצג מדרום לסככה. קירות בית הכנסת נבנו מלבני טין שהונחו על יסודות מאבן.
בית הכנסת ידע בתולדותיו שני שלבים. נראה כי הוא נוסד במחצית השנייה של המאה החמישית או ראשית המאה השישית לספירה. בשלב השני, אמצע המאה השישית לספירה, נפרץ הקיר הצפוני של האולם ובמקום נבנתה גומחה מעוגלת הבולטת כלפי חוץ. על רצפת הפסיפס הישנה הונחה רצפה חדשה, זו המקבלת את פנינו כיום. הפסיפס, המשתרע לאורך 7.80 מ' ולרוחב 3.70 מ', הוא אחד היפים בפסיפסי בתי הכנסת הקדומים בישראל.
רצפת הפסיפס מתארת גפן הצומחת מכד שנמצא בקצה הרצפה. שריגי הגפן יוצרים 11 שורות בנות חמישה מדליונים שבתוכם מתוארים בעלי חיים, עופות ויונקים. הסמלים היהודיים מרוכזים בצד הפסיפס הקרוב לבמה, והם כוללים מנורה בת שבעה קנים הניצבת על שלוש רגליים ומעוטרת באתרוגים. כן מתוארים שופר, לולב, עצי תמר ואריות. משני צדיו של כל עץ תמר מתואר זוג יונים.
ברצפת הפסיפס משולבת גם כתובת הקדשה בארמית. החלק העליון של הכתובת מברך את הקהילה ומנציח את שמותיהם של שלושה אנשים שהרימו תרומה לבניין בית הכנסת. וזה תרגום הכתובת: (ז)כורים לטוב כל הקהל / (שע)שו את הפסיפס הזה / ( )ד אישו ותמה ויהודה / שנתנו שלושה דינרים.
בית הכנסת חרב ונעזב בראשית התקופה הערבית (מאה שמינית לספירה). נראה כי הנטישה אינה קשורה באירועים אלימים, אלא כחלק מההידרדרות הכלכלית של הנגב, שאפיינה את התקופה הערבית.