万神庙位于意大利首都罗马圆形广场的北部，是罗马最古老的建筑之一，以其容积宽广、建筑宏伟与设计智巧而闻名于世，在古典建筑中占有十分重要的地位。
万神庙最初建于公元前27年，是阿格利帕献给其岳父奥古斯都·屋大维的礼物，以祝贺屋大维在阿克提乌姆海战中大败安东尼和“埃及艳后”克利奥帕特拉联军。整个建筑采用了当时最时髦的希腊神庙形式，长方形，双坡顶，周围有柱廊。不幸的是它在公元80年毁于一场大火。
37年后哈德良大帝即位为罗马帝国皇帝。他崇拜希腊文化，也是艺术的热爱者，不但在政治上有所成就，还是知名诗人和建筑设计师。
公元120年哈德良大帝出于对众神的崇敬，利用万神庙残迹重修了这座恢宏的建筑。万神庙的基座原本要比地面高出2～3米，再加上台阶，使整个建筑呈现出高踞于平台的意象。当人们走向万神庙时，既看不见庙顶，也看不见侧面，只能感受到它宏伟的气势。但随着周围地势的不断填高，现在它不如当初那么突显了。
罗马帝国早期出于对希腊建筑的崇拜，在可能的范围内使自己的庙宇看起来同希腊神庙相同，即使在使用的材料上完全不一。这类建筑的突出特点是建有一个有着山形屋顶的深柱廊，最早的万神庙也不例外。
它的正面是一个34米宽，155米深的矩形大柱廊。16根柱子，正面8根，后面两排各4根。每根石柱高约13米、底径14米，都是由整块埃及花岗石雕凿而成，圆润，洁白，无凹槽。柱头上部是藤蔓似的涡卷，下面是茛苕花的茎叶图案。由于柱头的增高和形状的丰富复杂，柱子也更显得修长苗条了。它们支撑着宽大的三角形石造山墙，山墙上刻着献给阿格利帕的著名拉丁铭文：“吕奇乌斯的儿子、三度执政官玛尔库斯·阿格利帕建造此庙。”
门廊的深处是两扇高达7米的青铜门，门的左右各有一个神龛，分别立着奥古斯都和阿格利帕的雕像。如果说万神庙正面表现了希腊建筑那高雅精致的雕塑气质，其内部则体现了罗马建筑的恢弘博大。每个进入万神庙内部的人都会被其异常宏伟开阔的空间力度所震撼。
一个直径为433米圆顶直接扣在6米厚的圆柱形石墙的墙体上，中间没有任何支撑的柱子，空间大的足以装下整个帕特农神庙的正立面。一直到布鲁内莱斯基在1420～1436年于佛罗伦萨建盖了另一个圆顶教堂之前，万神庙是世界上拥有最大空间跨度的建筑。由于圆顶的直径与神庙的高度完全相等（均为433米），半圆形屋顶与圆柱形的墙体完全融合，形成了一个球形大厅。这种简单明确的几何关系，使万神庙单一的空间显得更加完整统一。但由于单一的空间的体量不容易被人确认，为了克服这个弊病，万神庙在内部表面采用了细致的小尺度分划。在它穹顶内层的天花板装饰着5层凹格，每层数量相同，因此凹格从下往上逐渐缩小，呈现出穹顶向上升起的球面。每个凹格中央都嵌着一朵镀金的青铜花。深深的，类似藻井的凹格整齐地布满穹顶，丰富了穹顶，使它在光的作用下显出穹顶的深厚；而且凹格所产生的奇异壮观的光影变化，可以调整参观者由地面往上看时视觉上所产生的变形。同时这些凹格还可以减轻穹顶的自身重量。
承重的墙面则划分为上下两层，都用大理石饰面。在下层的墙上罗马人设置了7座神龛。与大铜门正对的墙面上的神龛是最高大的，它上面的1／4圆穹顶展开在上层的墙面上，这有助于减轻圆顶边缘所承受的压力，并借着墙壁把承载力导向水平方向，再传递到地基上。另外6座神龛沿墙左右分布在铜门和这个神龛之间，高度限制在上层墙面的下端。在这7座神龛之间还有8个小壁龛。在古罗马时期，神龛里供奉着7位大神，代表人们已知的五大行星和太阳、月亮两颗星体；壁龛里则安置着次要的小神。
在每个神龛前罗马人还竖起了一对高约10米赭红色的科林斯圆柱，使整个石墙看上去不会像一大块坚硬的石块。
殿内地面的中央微微凸起，不但显得柔和饱满有生气，而且站在中央向四周看去，渐远渐低，好像伸展得很远。由于采用彩色的大理石、斑岩和花岗岩铺成，方形与圆形的棋盘式板与天花装板互相呼应，从而描绘出了一个涵盖完美圆形的内部空间，亦即蕴涵宇宙意义的特殊形式——天地浑一。
万神庙最奇妙的地方就是它的采光。作为一个完全封闭的空间，万神庙四周没有一扇窗户，整座建筑惟一可让自然光射进来的，是来自于穹顶正中央一处类似眼睛，未装玻璃的天窗——眼窗洞。
光线从眼窗洞上倾泻而下，随着太阳的移动，天窗的光会在万神庙的墙上以及地板上产生耀眼的图案，使空间中弥漫着一种静谧宁和与广无际涯的气氛。部分学者认为此洞象征太阳，因此可从中了解哈德良认为太阳是万神之上最崇高主神的宗教观。天眼还有助于减轻结构中央的重量，也避免为了在圆顶周围设置窗户的结构难题。
罗马人之所以能建造如此大体积、大跨距、单层薄壳圆顶，无疑是得益于混凝土的发明与圆拱技术的完善。
万神庙从基础到穹顶都是用混凝土浇筑而成的。较重的材料如凝灰岩用于底层，较轻的如多孔火山岩和碎砖则用于上层。由下向上，不仅建筑材料由重变轻，而且墙的厚度也由下而上逐渐减薄。基础部分的墙体厚度达59米，顶部则逐渐减薄到只有15米。这样复杂的工程，其设计及其计算需要多么复杂高深的知识是可想而知的。正由于这一建筑在设计和建造上达到如此先进的程度，所以历经近2000年仍然基本完好，无需结构性修复。
由于穹顶在外部体形上的艺术处理方法在古罗马时期还没有找到，所以万神庙的外观极其朴素，长方形的门廊和巨大的穹顶都被用砖石和混凝土包裹，没有任何装饰。所以从外面看起来，一座前方后圆房子的屋顶微微突起了一块。外观稍显华丽的就是略微突出于外墙的砖拱，它起着内部扶壁的作用，能把承载力从圆顶分解到墙壁上。万神庙的砖拱上都贴着面材或粉刷上色处理，比这更华丽的做法则会使用精心设计的石材或大理石镶板，加上铜片和钉子固定。
万神庙刚一落成，便因它的恢弘、庄严而引起人们的赞叹。公元609年3月16日，当时的教皇将万神庙改为天主教堂。神龛中所有“异教”神的雕像都被毁掉了，中央最大的神龛供上圣母子的神像，并且从地窟中迁移过来许多位殉道圣人的遗骸，庙名也被改为供奉殉道圣人们的圣玛利亚教堂。公元667年拜占庭皇帝来到罗马后，震惊于万神庙的辉煌，下令掠走了万神庙穹顶上的所有镀金青铜板用于圣索菲亚教堂的修建，后由另一位教皇以铅瓦代替。