古罗马建筑是古罗马人沿习亚平宁半岛上伊特鲁里亚人的建筑技术，继承古希腊建筑成就，在建筑型制、技术和艺术方面广泛创新的一种建筑风格。古罗马建筑在公元1～3世纪为极盛时期，达到西方古代建筑的高峰。
古罗马建筑的类型很多。有罗马万神庙、维纳斯和罗马庙，以及巴尔贝克太阳神庙等宗教建筑，也有皇宫、剧场角斗场、浴场以及广场和巴西利卡（长方形会堂）等公共建筑。居住建筑有内庭式住宅、内庭式与围柱式院相结合的住宅，还有四五层公寓式住宅。
古罗马世俗建筑的型制相当成熟，与功能结合得很好。例如，罗马帝国各地的大型剧场，观众席平面呈半圆形，逐排升起，以纵过道为主、横过道为辅。观众按票号从不同的入口、楼梯，到达各区座位。人流不交叉，聚散方便。舞台高起，前有乐池，后面是化妆楼，化妆楼的立面便是舞台的背景，两端向前凸出，形成台口的雏形，已与现代大型演出性建筑物的基本型制相似。
古罗马多层公寓常用标准单元。一些公寓底层设商店，楼上住户有阳台。这种型制同现代公寓也大体相似。从剧场、角斗场、浴场和公寓等型制来看，当时建筑设计这门技术科学已经相当发达。古罗马建筑师维特鲁威写的《建筑十书》就是这门科学的总结。
古罗马建筑能满足各种复杂的功能要求，主要依靠水平很高的拱券结构，获得宽阔的内部空间。巴拉丁山上的弗莱维王朝宫殿主厅的筒形拱，跨度达29.3米。万神庙穹顶的直径是43.3米。公元1世纪中叶，出观了十字拱，它覆盖方形的建筑空间，把拱顶的重量集中到四角的墩子上，无需连续的承重墙，空间因此更为开敞。
把几个十字拱同筒形拱、穹窿组合起来，能够覆盖复杂的内部空间。罗马帝国的皇家浴场就是这种组合的代表作。
古罗马城中心广场东边的君士坦丁巴西利卡，中央用三间十字拱，跨度25.3米，高40米，左右各有三个跨度为23.5米的筒形拱抵抗水平推力，结构水平很高。剧场和角斗场的庞大的观众席，也架在复杂的拱券体系上。
拱券结构得到推广，是因为使用了强度高、施工方便、价格便宜的火山灰混凝土。约在公元前2世纪，这种混凝土成为独立的建筑材料，到公元前1世纪，几乎完全代替石材，用于建筑拱券，也用于筑墙。混凝土表面常用一层方锥形石块或三角形砖保护，再抹一层灰或者贴一层大理石板；也有在混凝土墙体前再砌一道石墙做面层的作法。
古罗马建筑的木结构技术已有相当水平，能够区别桁架的拉杆和压杆。罗马城图拉真巴西利卡，木桁架的跨度达到25米。公元1世纪建造的罗马大角斗场，可容五万观众，只用了5～6年时间就建成了。它建在一个填没的湖上，但地基竟没有明显的沉陷。
公元2世纪中叶建造的巴尔贝克太阳神庙，周围45根柱子，每根高19.6米，底径2米，都是用整块花岗石加工而成的。在神庙后墙8米高处，砌有三块各约500吨的大石块，可见当时起重能力之大。
公共浴场一般都有集中供暖设施。从火房出来的热烟和热气流经各个大厅地板下、墙皮内和拱顶里的陶管，散发热量。据维特鲁威《建筑十书》记载，剧场的座位下埋有铜质的共鸣瓮，以改善音质。此外，至迟在公元1世纪中叶，已经在窗上安装几十厘米见方透明度很高的平板玻璃。除了在首都罗马城集中了古罗马建筑的最高成就以外，帝国各地都有水平很高、规模很大的各类建筑物。
古罗马建筑艺术成就很高，大型建筑物的风格雄浑凝重，构图和谐统一，形式多样。罗马人开拓了新的建筑艺术领域，丰富了建筑艺术手法。
其中比较重要的是：新创了拱券覆盖下的内部空间，有庄严的万神庙的单一空间，有层次多、变化大的皇家浴场的序列式组合空间，还有巴西利卡的单向纵深空间。有些建筑物内部空间艺术处理的重要性超过了外部体形。
发展了古希腊柱式的构图，使之更有适应性。最有意义的是创造出柱式同拱券的组合，如券柱式和连续券，既作结构，又作装饰。帝国各地的凯旋门大多是券柱式构图。出现了由各种弧线组成的平面、采用拱券结构的集中式建筑物。公元2世纪上半叶建于罗马郊外的哈德良离宫，是成熟的实例。
公元4世纪下半叶起，古罗马建筑潮趋衰落。15世纪后，经过文艺复兴、古典主义。古典复兴以及19世纪初期，法国的“帝国风格”的提倡，古罗马建筑在欧洲重新成为学习的范例。这种现象一直持续到20世纪20～30年代。
古罗马建筑的书籍和图画在明代末年开始传入中国。意大利传教士利玛窦从意大利索来《罗马古城舆图》画册3卷，存放北京耶稣会图书馆。1672年，意大利传教士阿莱尼带两册《广舆图说》到中国。这些书里有罗马角斗场、浴场、神庙和罗马街市的图画。此外，17世纪初北京耶稣会图书馆里有过三册维特鲁威的《建筑十书》，但古罗马建筑对中国建筑没有发生实际影响。