Bizans mimarisi, 4. ve 5. yüzyıllarda Hellen ve Roma kültürünün yeni bir yorumu olarak Anadolu’da doğmuş ve Constantinopolis’te gelişmiştir. Bizans mimarisi, ilk olarak Arap mimarîsinden faydalanmış ve bu bilgiyi kendi amaçlarına uydurmuştur. Doğu mimarlığının etkisi altında gelişen Bizans mimarisi, bir tuğla mimarisidir. Malzeme olarak taş, bazen taş ve tuğla (almaşık) da kullanılmıştır.
Hellenistik ve Roma döneminde bir toplantı mekânı olan bazilika, açık pazarı ve mahkemesi bulunan büyük salonlardı. Ticari anlaşmazlıkları çözen hâkimin yerine İsa’nın konulmasıyla hristiyanlaştırılarak kiliseye dönüştürülmüştür. Bazilika şeklindeki kilise, uzun bir yapıdır. Doğu ucunda yarım yuvarlak bir şekilde dışarı taşan, toplantı ya da ayinin yöneticisinin durduğu apsis adı verilen yarım daireli boşluk vardır. Apsisin önünde ise koro alanı, batı ucunda ise, narteks adı verilen bir hol bulunur. Narteksin iki yanındaki merdivenlerden yan neflerin üzerinde uzanan ve kadınlara ait olan galerilere çıkılır. Bir bazilikanın üstü çift meyilli ve kiremit kaplı ahşap bir çatı ile örtülürdü. Bu basit ve sade kilise tipi, Erken Hristiyanlık ve Erken Bizans mimarisinde çok tutulmuş ve birçok örnek verilmiştir.
İtalya, Anadolu, Yunanistan, Mısır, Filistin ve Suriye’de yapılan bazilikaların birçoğu günümüze kadar gelebilmiştir. 6. yüzyılda bazilikaların üzeri tonoz kemerler ya da kubbelerle örtülmüştür. Kubbeli bazilikaların en görkemli örneği Ayasofya kilisesidir. Bu eser dikdörtgen plân üzerine oturmuştur. Bunun batısına yerleştirilen narteks, yani giriş bölümü vardır. Narteksin önüne de bir atrium (iç avlu) gelmiştir. Ayasofya’nın dış yüzeyindeki tuğlaları sıvalıdır. Yine tuğla ile örülen kubbeler kurşunla kaplıdır. İç duvarlar, payandalar ve zemin çeşitli mermerlerle; tonoz ve kubbeler ise mozaiklerle kaplanmıştır. 1453’den sonra cami olan Ayasofya, 1933’ten sonra müze hâline getirilmiştir.
Bizans mimarlığının ikinci kilise tipi haç plânlı olanlardır. 8. yüzyıldan sonra bu kiliseler kare plânlıdır. Karenin ortasında dört fil ayağı üzerinde bir kubbe oturtulmaktadır. Kubbenin ağırlığı da dört taraftan, eksenleri birbirine dikey olan beşik kemerle karşılanmaktadır. Bu kubbe ve kemer sistemi zemine yansıtıldığından, dört kolu birbirine eşit bir haç (Yunan haçı) oluşmaktadır. Ortada yer alan ana kubbe dışında, dört kol üzerine de kubbeler konarak sayı beşe çıkarılmıştır. Doğuda bir apsis, batıda ise narteks bulunur. Haç plânlı kiliseler, başta başkent olmak üzere Anadolu’nun birçok yerinde yapılmıştır.
Bizans dönemi sivil ve askerî mimarî örneklerine başkentte ve Anadolu’nun birçok yerinde rastlanabilir. Şehirlerin etrafını çevreleyen surlar, kaleler, çeşitli saraylar, su kemerleri, köprüler, yer altı yolları, sütunlu caddeler, üzeri kapalı ya da açık sarnıçlar örnek olarak gösterilebilir. Bugün de İstanbul’daki surlar, Tekfur Sarayı, Chora Manastırı (Kariye Camii), Pantokrator Manastırı (Zeyrek Camii), Yerebatan ve Binbirdirek sarnıçları, Valens Su Kemeri (Bozdoğan Kemeri), Çukurbostan Açık Sarnıcı, Dikilitaş, Çemberlitaş Bizans mimarîsinin dev boyutlu yapılarındandır. Edirne’deki Adrianapolis Kalesi, Gebze’deki Eskihisar Kalesi, Malatya’daki Karamanağa Köprüsü, Amasra Kalesi, İzmir’deki Laskarisler Sarayı, Anadolu’daki Bizans yapılarından sadece bazılarıdır.