Architektura bizantyńska (lub bizantyjska) cechuje się przejęciem i znacznym udoskonaleniem konstrukcyjnym technik i tradycji rzymskich, wczesnochrześcijańskich oraz hellenistycznych i orientalnych – zwłaszcza perskich. Rozwinęła się w końcowym okresie Cesarstwa Rzymskiego i pod panowaniem cesarzy bizantyńskich. Objęła tereny dzisiejszej Grecji, Macedonii Północnej, Bułgarii, Serbii, Turcji i Syrii. Wraz z ekspansją terytorialną Cesarstwa Bizantyńskiego obszar jej oddziaływania poszerzył się na Italię i północną Afrykę. Jej wpływy są zauważalne w architekturze Armenii, Gruzji i Rusi, a nawet w Polsce. W jej historii wyróżnia się zazwyczaj trzy okresy: pierwszy – od założenia Konstantynopola do upadku ikonoklazmu w 843 r., najczęściej nazywany okresem wczesnobizantyńskim; drugi (867–1204) – renesans architektury (sztuki bizantyńskiej) , przerwany zajęciem Konstantynopola przez krzyżowców w 1204; nazywany okresem średniobizantyńskim; trzeci – związany z restauracją cesarstwa 1261–1453, zakończony zdobyciem Konstantynopola przez Turków, nazywany także okresem późnobizantyńskim.
Okres wczesnobizantyński 330–843 thumb|Hipodrom – cokół pod obeliskiem przywiezionym z Egiptu thumb|cokół thumb|Kościół Mądrości Bożej (Hagia Sophia) – wnętrze świątyni, obecnie meczet thumb|Hagia Sophia – mozaika thumb|Hagia Sophia – mozaika thumb|Kościół San Vitale w Rawennie Architektura bizantyńska, podobnie jak inne dziedziny sztuki bizantyńskiej narodziła się w 330 r. wraz z przeniesieniem przez Konstantyna Wielkiego stolicy cesarstwa rzymskiego do Bizancjum, niewielkiej kolonii greckiej nad Bosforem. Cesarz postanowił zbudować Nowy Rzym. W centralnej części miasta, wokół Augusteionu, powstały najważniejsze budowle: gmach senatu, hipodrom, kościół Hagia Sophia oraz pałac cesarski. Jedynym zachowanym elementem tej zabudowy jest obelisk ustawiony w 390 r. budynku cyrku, w którym rozgrywano wyścigi rydwanów. Sprowadzony z Egiptu przez Teodozjusza stanął na cokole ozdobionym marmurowymi płytami. Płaskorzeźby cokołu cechuje symetryczna kompozycja z ustawioną w centrum postacią cesarza. Poniżej, widzowie, tancerze i muzykanci zostali przedstawieni w równych rzędach. To skostnienie obrazu jest wynikiem coraz silniejszych wpływów Bliskiego Wschodu na ceremoniał dworski cesarstwa wschodniorzymskiego. Kościół Hagia Sophia przetrwał w formie nadanej mu podczas rządów Justyniana.
Z pierwszego okresu rozwoju miasta zachowały się ziemne cysterny. Konstantynopol nie miał źródeł słodkiej wody, którą sprowadzano do miasta akweduktami. Na wypadek oblężenia budowano podziemne zbiorniki podzielone rzędami kolumn na nawy. Kwadratowe pola przekryte były sklepieniami żaglastymi lub krzyżowymi. Aby zwiększyć pojemność zbiorników, stosowano podwyższenie pomieszczenia ustawiając kolumny jedna na drugiej. Większość głowic pozbawiona jest ozdób. Pojawia się nowy element architektoniczny w formie odwróconej piramidy – nasadnik, usytuowany pomiędzy łękiem sklepiennym a głowicą kolumny.
Już w okresie panowania Teodozjusza II widoczne jest w architekturze stopniowe przekształcanie budowli na planie bazyliki. Nawy są krótsze, rozbudowana zostaje absyda i transept. Zmiana proporcji i przekrycie nawy środkowej kopułą to cechy bazyliki ukształtowane w architekturze bizantyńskiej. Tak powstała forma kościoła na planie krzyża greckiego z kopułą nad przecięciem się jego ramion, tzw. kościół krzyżowo-kopułowy. Część centralną od południa i północy otaczają nawy boczne z emporami, od zachodu usytuowany był narteks z emporą a od wschodu umieszczano płytkie prezbiterium z absydą.
Inaczej kształtowano detale architektoniczne. Liście akantu zdobiące głowice są bardziej płaskie i zaostrzone niż w Rzymie czy w architekturze hellenistycznej. Dodatkowo są mocno odgięte. W wielu przypadkach płaskorzeźba wykonywana jest za pomocą świdra. Ciemne tło tworzy negatyw wzoru dając iluzję głębi i ruchu. Kolejną cechą bizantyńskich kapiteli jest wspomniane już zastosowanie imposty. Powstaje w ten sposób podwójna głowica zwana nasadnikową lub impostową. Po połączeniu głowicy z nasadnikiem utworzono nowy typ głowic. Nazywano go głowicą koszyczkową lub głowicą trapezoidalną. Oprócz liści akantu, motywem dekoracyjnym stosowanym do zdobienia kapiteli są różne formy plecionek oraz motywy figuralne w postaci ptaków i zwierząt.
W okresie panowania Justyniana I ukształtował się typ kopuły zwanej kopułą bizantyńską. Charakteryzuje się zmianami wprowadzonymi do sposobu podparcia konstrukcji. Pierścień wsparty na masywnych ścianach zostaje zastąpiony czterema pendentywami przenoszącymi obciążenia z czaszy kopuły na cztery filary ustawione w narożach kwadratu. Odciążenie ścian pozwoliło na doświetlenie wnętrza budowli szeregiem okien wykonanych w ścianach pomiędzy żagielkami.
Zastosowanie cegieł oraz dekoracji z kolorowych płyt kamiennych i mozaiki pokrywającej wszystkie powierzchnie budynku to także cechy charakterystyczne dla architektury bizantyńskiej. We wnętrzach budowli wznoszonych w VI wieku pojawia się ikonostas oddzielający nawę główną od sanktuarium.
Rok 726 rozpoczyna okres obrazoburstwa, czyli ikonoklazm. Sam ruch istniał już wcześniej. Ale dopiero polecenie Leona III nakazujące usunięcie wizerunku Chrystusa znad wejścia do pałacu w Konstantynopolu spowodowało liczne rozruchy. W 730 został wydany edykt cesarski zabraniający kultu obrazów. Zapoczątkował masowe niszczenie ikon, niszczenia lub zamalowywania fresków i mozaik. Tylko nieliczne dzieła sztuki ocalały. Na początku IX wieku miały miejsce nieskuteczne próby przywrócenia kultu obrazów. Okres ikonoklazmu kończą ostre wystąpienia społeczeństwa, czas buntów i zamieszek.
Przykłady architektury wczesnobizantyńskiej: Konstantynopol (obecny Stambuł): kościół Hagia Sophia; kościół św. Jana Chrzciciela w klasztorze Studios – ufundowany w 463 r. przez senatora Studiusa. Zbudowany na planie bazyliki o skróconych nawach. Nad nawami bocznymi posiadał wykonstruowane empory otwarte w kierunku nawy głównej. Zachowany jako ruina; kościół Hagia Eirene (kościół Bożego Pokoju) – zbudowany został na miejscu pierwszej katedry Konstantynopola. Budowę rozpoczęto w 532 r., po pożarze, który zniszczył wcześniejszą świątynię. Kolejne naprawy i przebudowy miały miejsce w 564 (po następnym pożarze) i 738 po zniszczeniach spowodowanych trzęsieniem ziemi. Zbudowany jako bazylika kopułowa. Szeroka nawa główna podzielona jest na dwie części arkadą. Każda z części nawy przesklepiona została kopułą opartą na pendentywach. Kopułą wschodnia, skonstruowana na planie koła, opiera się na wysokim bębnie oświetlającym wnętrze bazyliki szeregiem okien. Nad zachodnią częścią zbudowano kopułę na planie owalu. Od zewnątrz częściowo zasłonięta ścianami bębna, jest znacznie niższa od kulistej kopuły wschodniej. Nawę główną kończy przesklepiona absyda. Elewację od strony absydy flankują dwie klatki schodowe umożliwiające wejście na empory zbudowane powyżej naw bocznych. Empory są przykryte sklepieniami kolebkowymi a nawy boczne sklepieniami krzyżowymi; kościół św. Apostołów – początkowo zbudowany na planie krzyża jako mauzoleum Konstantyna Wielkiego. Na przecięciu się ramion ustawiono sarkofag cesarza. Justynian, w latach 536-550 rozbudował budowlę wydłużając nawę wejściową. Nad nawami skonstruowano cztery mniejsze kopuły a nad przecięciem się ramion krzyża piątą najwyższą, wspartą na bębnie z oknami oświetlającymi wnętrze kościoła. Kościół nie dotrwał do naszych czasów. W XVIII wieku w miejscu, gdzie stał kościół św. Apostołów zbudowany został meczet. Na planie tego kościoła wzorowano bazylikę św. Marka w Wenecji; podziemne cysterny na wodę: Cysterna bazyliki, Cysterna Filoksenosa, Cysterna Teodozjusza; fragmenty murów obronnych. Saloniki – kościół św. Demetriusza – zbudowany w V wieku jako pięcionawowa bazylika z transeptem. Nawę główną kończy przesklepiona absyda. Dach bazyliki został skonstruowany w postaci odkrytej więźby dachowej. Fasadę zamykają dwie wieże obejmujące narteks. W VII wieku została przebudowana, lecz nieznany jest zakres wprowadzonych wówczas zmian. Ściany wykonane zostały z cegły łączonej z blokami kamiennymi. Okna od góry zamykają ceglane arkady. Kościół został zrekonstruowany po pożarze z 1917 r., który zniszczył połowę bazyliki. Rawenna: Bazylika Sant'Apollinare Nuovo, kościół San Vitale, baptysteria ortodoksów i arian.
Okres średnio- i późnobizantyński Przejęcie władzy przez dynastię macedońską zapoczątkowało ponowny rozkwit sztuki bizantyńskiej. Budowano wiele nowych kościołów. W okresie średniobizantyńskim największą popularność zdobyło zastosowanie innego rozwiązania bazylik budowanych na planie krzyża greckiego, tzw. quincunx, czyli kościół na planie krzyża wpisanego w kwadrat. Schemat powstał poprzez wydłużenie ramion i umieszczenie pomiędzy nimi niewielkich, narożnych przęseł na planie kwadratu. W ten sposób w planie kościoła można wyróżnić dziewięć naw. Największa, na przecięciu ramion krzyża, przykrywana jest dużą kopułą. Nawy na ramionach krzyża otrzymują zazwyczaj sklepienia kolebkowe, a nawy narożne sklepienia krzyżowe albo kopuły o rozmiarach mniejszych niż kopuła centralna. Za najstarszą świątynię zbudowaną na tym planie uważany jest kościół Nea w Konstantynopolu, konsekrowany w 881 r. Kształt kopuł również ulega modyfikacji: mniejsze, budowane coraz częściej na bębnach z zachowaniem pendentywów przy przejściu do podpierających je filarów.