Еще египтяне и греки умели с помощью арок, сооружаемых из прочных материалов, перекрывать большое пространство, но они использовали арочные конструкции преимущественно в гражданских постройках. Именно в архитектуре Рима арка получила широкое применение, особенно в больших сооружениях. Арка — криволинейное перекрытие проема в стене или пространства между двумя опорами — столбами, колоннами, пилонами и т. п. Арку возводят из клинчатых каменей. Наиболее распространены полукруглые арки (хотя они могли быть слегка закругленными и уплощенными), их часто называют полуциркульными арками.
Сооружение арок требует от строителей решения двух технических проблем. Первая связана с техникой строительства: прежде всего, необходимо выложить свод арки. Сначала нужно построить временные деревянные конструкции, т.н. кружала. Они служили опорой для наружного ряда камней свода арки до тех пор, пока сама арка не была полностью завершена. Римляне вставляли кружала между выступающими камнями у основания арки, что избавляло их от необходимости возводить деревянные леса от самой земли и позволяло повторно использовать кружала для возведения нескольких арок аркады, убирая их из готовой арки, чтобы повторно использовать для поддержки следующей секции конструкции.
Древнеримские архитекторы и строители широко использовали различные арки при сооружении дверных и оконных проемов и внутренних пространств. Обычно арка была полукруглой. Чтобы возвести арку, была нужна временная деревянная конструкция, так называемое кружало.
Три яруса арок римского акведука служат опорой для водовода (сверху), по которому вода из высокогорных источников поступала в расположенный на побережье город Ним. Каждая арка акведука передает распор на соседние с арки, тогда как распор крайних арок гасится массивами холмов.
Горизонтальная составляющая вертикальной нагрузки, возникающая в арках, сводах и других сводчатых конструкциях). В арках, образующих аркаду, распор каждой арки гасится за счет распора двух соседних арок. В конструкциях мостов или акведуков последние арки передавали распор на склон холма или береговой устой моста, достаточно массивные для того, чтобы выдержать давление.
В зданиях эту роль играли толстые стены. Своды могли перекрывать значительные пространства. Простой свод, называемый цилиндрическим, должен покоиться на массивных стенах, способных поглотить распор. Более сложный свод, образуемый при пересечении двух одинаковых по высоте цилиндрических сводов под прямым углом и состоящий из четырех распалубок, называется крестовым и требует наличия точек опоры по углам.
Помимо арочно-сводчатых конструкций римляне разработали и конструкцию купола, свода полусферической или иной сходной формы. Купол может перекрывать только те пространства, которые имеют в основании круг, и нуждается в опорах по всему периметру. При строительстве арок, сводов и куполов использовался тесаный камень, а также прочный и долговечный обожженный кирпич. Римские кирпичи, в отличие от их современных аналогов, были тонкими и имели квадратную форму. Одним из важнейших открытий римской эпохи стало изобретение бетона, смеси связующего вещества или природного цемента (в качестве вяжущих материалов римляне применяли глину, гипс, известь, асфальт, в которые они добавляли вулканический пепел — пуццоланы) с камнями или гравием и водой. Бетон заливали в деревянные формы желаемой конфигурации, застывая, он превращался в искусственный камень. Натуральный камень использовался для облицовки стен, но сами стены возводились в основном из кирпича и бетона.
Массивные коринфские колонны поддерживают свод, свет проникает сквозь оконные и дверные проемы. Полы, стены и своды облицованы цветным мрамором, что должно было свидетельствовать о величии Римской империи и императора.
Коринфские колонны и пилястры окружают целлу римского храма, которая представляет собой простую комнату с цилиндрическим сводом. Совершенная конструкция позволила зданию сохраниться почти в первозданном виде. Храм стал прообразом многих сооружений, например, Капитолия в штате Вирджиния в Америке, построенном Томасом Джефферсоном.
