古羅馬建築有很多種。有羅馬萬神殿、維納斯和羅馬神廟，還有巴勒貝克太陽神廟等宗教建築，還有宮殿、劇院、競技場、浴場、廣場和長方形會堂(長方形大廳)等公共建築。住宅建築包括內室式房屋、內室式房屋與圍柱式房屋相結合的房屋以及四層或五層的公寓。
古羅馬世俗建築的形式已經相當成熟，與功能結合得很好。比如遍布羅馬帝國的大型劇院，觀眾平面呈半圓形，壹排排上升，以垂直過道為主，水平過道為輔。根據票號，觀眾從不同的入口和樓梯到達每個區的座位。人不交叉，聚散方便。舞臺高高升起，前面是樂池，後面是化妝樓。化妝樓的立面是舞臺的背景，兩端向前突出，形成裙樓的原型，類似於現代大型表演建築的基本造型。
古羅馬多層公寓常用的標準單位。壹些公寓底層有商店，樓上的住戶有陽臺。這種形狀類似於現代公寓的形狀。從劇場、競技場、浴場、公寓的造型來看，當時的建築設計相當發達。古羅馬建築師維特魯威寫的《建築十書》就是這門科學的總結。
古羅馬建築能滿足各種復雜的功能要求，主要依靠高層拱形結構獲得寬闊的內部空間。巴拉丁山上弗拉維安宮主廳的管狀拱門跨度為29.3米。萬神殿穹頂的直徑是43.3米。壹世紀中葉，出現了十字拱，它覆蓋了方形的建築空間，將拱頂的重量集中在四角的墩上，沒有連續的承重墻，所以空間更加開闊。
將幾個十字拱與圓柱拱和穹頂結合起來，可以覆蓋復雜的內部空間。羅馬帝國的皇家浴場就是這種結合的代表作。
古羅馬中央廣場以東的君士坦丁大教堂，中央有三個十字拱門，跨度25.3米，高40米。左右兩側有三個跨度為23.5米的圓柱形拱來抵抗水平推力，結構層次很高。劇院和競技場的巨大禮堂也建立在復雜的拱形售票系統上。
由於采用了強度高、施工方便、價格低廉的火山灰混凝土，拱券結構得到了推廣。大約在公元前二世紀，這種混凝土成為壹種獨立的建築材料，到公元前壹世紀，它幾乎完全取代了石頭，用於建造拱券，也用於建造墻壁。混凝土表面通常用壹層方錐石或三角磚保護，然後抹壹層灰或貼壹層大理石板；還有就是在混凝土墻前砌石墻做面層的做法。
古羅馬建築的木結構技術已經達到了相當的水平，可以區分桁架的拉桿和壓桿。羅馬、圖拉真、巴西利卡和木桁架跨度25米。建於公元壹世紀的羅馬鬥獸場，可容納5萬名觀眾，僅用了5-6年就建成了。它建在壹個已被填平的湖面上，但地基沒有明顯下沈。
建於公元2世紀中葉的巴勒貝克太陽神廟，周圍有45根柱子，每根柱子高19.6米，底座直徑2米，全部由整根花崗巖制成。在寺廟後墻上8米的高度，有三塊各重約500噸的大石頭，可見當時的起重能力之大。
公共浴室壹般都有中央供暖設備。著火房間的熱煙和熱空氣通過大廳地板、墻壁和拱頂下的粘土管道流動，散發熱量。根據維特魯威關於建築的十本書，劇院的座位下埋了壹個青銅甕，以提高音質。此外，最遲在1世紀中葉，窗戶上已經安裝了幾十厘米見方的高透明度平板玻璃。除了在首都羅馬城集中了古羅馬建築的最高成就外，帝國各地還有各種級別高、規模大的建築。
古羅馬的建築藝術成就斐然，大型建築風格渾厚凝重，構圖和諧統壹，形式多樣。羅馬人開拓了建築藝術的新領域，豐富了建築技術。
其中最重要的有:拱形券覆蓋的全新打造的內部空間、莊嚴萬神殿的單壹空間、多層次大變化的皇家浴場的順序組合空間、大殿的單向縱深空間。在壹些建築中，內部空間的藝術處理比外部形象更重要。
古希臘圓柱的構成得到發展，使其更具適應性。最有意義的是創造了柱式和拱形券的組合，比如柱式和連續券，既用於結構，又用於裝飾。帝國周圍的凱旋門多由券組成。出現了由各種弧線組成的平面和拱形券結構的集中建築。哈德良離開這座建於2世紀上半葉羅馬郊外的宮殿，就是壹個成熟的例子。
自四世紀下半葉以來，古羅馬建築的潮流已經衰落。15世紀以後，文藝復興和古典主義之後。隨著19世紀初法國古典主義的復興和“帝國風格”的推廣，古羅馬建築再次成為歐洲的學習典範。這種現象壹直持續到20世紀二三十年代。
古羅馬建築的書籍和圖片在明朝後期開始傳入中國。意大利傳教士利瑪竇從意大利帶來了三卷《羅馬古城地圖集》，存放在北京的耶穌會圖書館。公元1672年，意大利傳教士艾儒略將兩卷《廣於菟說》帶到中國。這些書包含了羅馬鬥獸場、浴場、寺廟和羅馬市場的圖片。此外，在17世紀初，北京的耶穌會圖書館裏就有維特魯威的《建築十書》三卷本，但古羅馬建築對中國建築並無實際影響。