Istotą rzymskiego odkrycia był materiał wiążący - mieszanina wapna i wulkanicznego popiołu, tzw. pucolany, pochodzącego ze wzgórz otaczających Zatokę Neapolitańską. W ten sposób powstawał niezwykle trwały, szybko zastygający, wodoodporny budulec, który m.in. idealnie nadawał się do tworzenia nawet potężnych konstrukcji łukowych (mosty, kopuły itp.). Do istotnego postępu w rzymskiej sztuce budowlanej przyczyniła się też opanowana w II w. p.n.e. umiejętność wypalania cegieł.
W tym czasie (przed okresem cesarstwa) nowo zakładane miasta charakteryzowały się układem ulic w kształcie siatki przecinających się pod kątem prostych ciągów komunikacyjnych, brukowanymi nawierzchniami oraz kanalizacją. Domy budowano zasadniczo z wykorzystaniem wzorów greckich (były podobnie jak one wyposażone w atrium i perystyl). Budowano też wille, a w miastach powstawały kamienice czynszowe (tzw. insule), mieszczące sklepy i warsztaty na parterze, a pomieszczenia mieszkalne na wyższych kondygnacjach. Z tego okresu zachowały się drogi rzymskie i akwedukty (np. via Appia i Aqua Appia), systemy kanalizacyjne (Cloaca Maxima), mosty (Most Fabrycjusza w Rzymie) oraz budowle użyteczności publicznej: kuria, bazylika, termy, cyrki (np. rzymski Circus Maximus).