Ook in de toepassing van bouwmaterialen waren de Romeinen vernieuwers. Baksteen en beton verschaften de architecten nieuwe mogelijkheden om grotere ruimten te bouwen. Het Romeinse beton (opus caementicium) was een mengsel van steengruis en steenbrokken met kalk, zand en Pozzolana-aarde, dat gestord werd en vervolgens tot een steenharde massa uithardde. Typische Romeinse bouwelementen zijn de boog, de koepel en het gewelf. Deze nieuwe technieken en materialen maakten het mogelijk grote ruimten te overdekken. Griekse bouwelementen zoals zuilen, kapitelen en frontons werden nog slechts als ornamenten gebruikt. De nieuwe technieken werden vooral gebruikt in de utiliteitsbouw.

In de representatieve bouw werd nog lang aan uiterlijke Griekse vormen vastgehouden. Dit was bijv. het geval bij de tempel; deze was geplaatst op een hoog podium (zgn. podiumtempel); een grote trap aan de voorzijde en een diepe voorgalerij accentueerden de ingangszijde en trokken als het ware de blik naar binnen. Aan de voorkant werd een zuilengaanderij naar Griekse trant aangebracht, maar aan zij- en achterkant werd de zuilenomgang vervangen door halfzuilen of pilasters met uitsluitend decoratieve functie. Vaker dan bij de Grieken kwam de ronde tempel voor. In de laat-Romeinse tijd werd het uitwendige van de tempels zeer sober en kwam de nadruk te liggen op het interieur. Dit geldt ook voor de basilica.

De Romeinen hebben groot aantal nieuwe bouwvormen ontwikkeld. Met name diverse openbare gebouwen als de basilica (rechtshal en beurs, later kerk; zie basilica), amfitheater, circus, triomfboog, aquaduct en gebouwencomplexen als thermen (badhuis) en keizerlijke paleizen hebben een blijvende betekenis voor de westerse bouwkunst.

Naast deze woonhuizen voor de gegoede burgerij hadden vele Romeinse steden grotere woonblokken (insulae) van huurkazernes, waar meer families appartementen bewoonden. Rome telde in de 1ste eeuw ca. 40!000 huurkazernes en slechts ca. 1000 eengezinswoningen. In Ostia, de havenstad van Rome, zijn voorbeelden van deze wooncomplexen bewaard gebleven. Buiten de stad bestond een ander typisch Romeins huis, de villa rustica, de boerenhof met stallen, schuren en hoven.

In de beeldhouwkunst werd het vrijstaande beeld gewoonlijk opgenomen in een groot, architectonisch geheel en bijv. in een nis geplaatst; als gevolg hiervan werd de achterkant dikwijls slechts summier bewerkt. Verreweg het belangrijkst en origineelst zijn de portretten; de beelden stellen de geportretteerde voor als lid van de gemeenschap, in de functie van magistraat of militair, in toga of in uniform. De meeste zorg werd aan het gezicht besteed en naast het portretbeeld kwam dan ook spoedig de portretbuste. Tijdens de Republiek hadden de portretten een realistisch karakter. Het keizerportret was geïdealiseerd. Op de godenbeelden bleef de Griekse invloed sterk. De talrijke variaties en kopieën van Griekse sculpturen werden vaak gebruikt als decoratieve tuinbeelden.

In de reliëfkunst neemt het zgn. historisch reliëf, waarop de magistraat c.q. de keizer in functie is uitgebeeld, de voornaamste plaats in. Het had een officiële functie, zoals het keizerportret, en er werden vooral actuele gebeurtenissen uitgebeeld, zoals bijv. de inwijdingsstoet op de Ara Pacis (Augustae). De reliëfs die zich om de zuilen van Trajanus en van Marcus Aurelius kronkelen (zgn. continuerende voorstellingen), geven het succesvol verloop van hun oorlogen weer. Op de triomfbogen werden in reliëfs de grote daden van de keizer op civiel en militair gebied verheerlijkt. Naast en samen met deze uitbeeldingen van werkelijke voorvallen komen allegorische voorstellingen voor en dikwijls mengen zich ook goden of personificaties in het actueel gebeuren.

Tot de historische reliëfs behoren ook de grote, in wit- en bruingelaagde agaat gesneden cameeën, zoals de Gemma Augustea (Kunsthist. Mus., Wenen) en de zgn. Grand Camée de France (Cabinet des Médailles, Parijs) uit de vroege keizertijd. In de particuliere sfeer zijn vooral de reliëfs aan de sarcofagen opmerkelijk, daterend uit het tweede kwart van de 2de eeuw, toen men weer aan begraven boven lijkverbranding de voorkeur gaf. De mythologische voorstellingen en decoratieve motieven hebben symbolische betekenis en zinspelen op dood en herrijzenis.

De Romeinse schilderkunst is vnl. bekend van wandschilderingen, met name die in de gebouwen die door de uitbarsting van de Vesuvius bewaard bleven in de steden Pompeji, Herculaneum en Stabiae. Op basis van de vele voorbeelden in Pompeji zijn vier pompejaanse schilderstijlen te onderscheiden. De eerste stijl, de zgn. incrustatiestijl (ca. 200–90 v.C.), wordt gekenmerkt door het nabootsen van kostbare steensoorten op de wanden, geschilderd in horizontale geledingen boven een typische Romeins toevoegsel, de sokkel.

De tweede stijl, de architectuurstijl (ca. 90–20/15 v.C.), bestaat uit de weergave van van architectonische vormelementen zoals zuilen, en balken op de wanden, waardoor een ruimtelijk effect werd verkregen. Deze stijl is onderverdeeld in diverse fasen. Ook figuratieve voorstellingen komen voor. De derde, de ornamentale stijl (ca. 20/15 v.C. – 45 n.C.) is een voortzetting van de laatste fase in de tweede stijl, waarbij de architectonische elementen veranderden van hoofdthema naar hulpmiddelen voor een evenwichtige verdeling van het vlak. De wand werd een schildering, omringd door lijsten en andere decoratieve elementen, zoals zuiltjes, palmetten, bloem- en diermotieven.

De vierde, de fantastische stijl (ca. 45–200 n.C., in de steden bij de Vesuvius tot 79 n.C.) laat een terugkeer zien naar de schijnarchitectuur waarbij een woekering van barokke beeldelementen kenmerkend is. Perspectivische effecten en theatercoulissen vormen de bronnen voor deze stijl. Latere wandschilderingen vertonen een verdergaande vereenvoudiging en versobering van het beeldvlak. Het wandmozaïek en wanden gevuld met marmeren platen zijn in deze laatste periode (3de eeuw n.C.) de belangrijkste vormen van wanddecoratie.

In navolging van de Griekse voorbeelden ontwikkelde de mozaïekkunst bij de Romeinen van eenvoudige geometrische vloerdecoraties tot meer complexe composities met mythologische, historische en allegorische voorstellingen. Er werd gebruik gemaakt van verschillende materialen, zoals glas, voor speciale effecten. In de provincies ontstonden verschillende lokale stijlen, bijv. in Trier. Een van de beroemdste voorbeelden van Romeinse mozaïekkunst is te vinden in Piazza Armerina op Sicilië.

Naast aardewerk werd veelal glas gebruikt, vooral nadat, omstreeks het begin van onze jaartelling, de techniek van glasblazen – hetzij vrij, hetzij in vorm – was uitgevonden. De handwerkslieden, die aanvankelijk uit het Oosten kwamen, waar allang glas werd vervaardigd, vestigden zich eerst in Italië en daarna ook in de westelijke provincies. Keulen werd een beroemd centrum. Dikwijls werd het glas, dat van nature troebel was, gekleurd. Geheel doorzichtig, kleurloos glas kon men pas in de 2de eeuw maken.