Bysanttilainen arkkitehtuuri on rakennustyyli, joka on ominaista Turkin kaupungille, joka tunnetaan nykyään Istanbulina, entisenä Bysanttina ja myöhemmin Konstantinopolina, 330 jKr. Aluksi eklektinen tyyli vaikutti voimakkaasti roomalaisten temppelien piirteisiin, erottamiskykyihin, kuten kupolikattoon, avoimiin sisätiloihin ja koristeltuun sisustukseen. Tämä arkkitehtoninen tyyli vaikutti pääasiassa 4. vuosisadan puolivälistä vuoteen 1453, mutta pysyi muodissa joillakin alueilla, kuten Venäjällä Bysantin ajan jälkeen.
Tällä arkkitehtonisella tyylillä on useita erityispiirteitä. Luultavasti ainutlaatuisin piirre on kupolikatto, joka lepää usein massiivisella neliömäisellä pohjalla, kuten Hagia Sofia, entinen basilika ja moskeija Istanbulissa. Puolikuppeja käytetään usein myös puolipyörien peittämiseen, ja pienet ikkunat suodattavat valon ohuen alabasterikerroksen läpi, mikä takaa pehmeän sisävalon.
Veistettyjen koristeiden sijasta sisätiloja koristavat kullatut mosaiikit, kuten Palatinen kappelissa Palermossa Italiassa. Mosaiikit voivat kattaa laajan osan sisätiloista, holvit mukaan lukien, ja ne voivat edustaa muun muassa Bysantin keisareita, uskonnollisia pyhiä ja raamatullisia tapahtumia. Bysanttilaisten mosaiikkien luvut esitetään tyypillisesti hieman abstraktilla tai ei-naturalistisella tavalla.
Bysanttilaisten rakennusten sisätiloissa on taipumus nousta ylöspäin kaareviin kupolikattoihin, joita tukevat marmoripylväät. Bysanttilaiset käsityöläiset ja rakentajat mukauttivat roomalaisen rakentamisjärjestelmän betonilla ja tiilillä lisäämällä marmorin pintapäällysteen. Kasettikatot ovat myös yleisiä.
Kreikkalainen ristikkäinen kirkko on epäilemättä Bysantin arkkitehtuurin tyypillisin rakenne. Rakennuksen suunnitelma on kreikkalainen risti, joka on ankkuroitu keskusaukiolle ja jossa on neljä yhtä pitkää käsivartta joka puolelta. Ylhäältä katsottuna kirkko on suuren kreikkalaisen ristin muotoinen.
Bysantin arkkitehtuurin keskipiste oli kaupunki, joka tunnettiin Konstantinopolina, kunnes 20 -luvun alussa Turkin tasavallan hallitus hyväksyi virallisesti nimen Istanbul. Tyyli syntyi sen jälkeen, kun Rooman keisari Konstantinus muutti Rooman valtakunnan pääkaupungin Roomasta Konstantinopoliin vuonna 330 jKr. Konstantinopolin pääkaupunki kesti yli tuhat vuotta.
Konstantinopoli kuului ottomaanien valtakuntaan 29. toukokuuta 1453. Tämä tapahtuma merkitsi Rooman valtakunnan loppua ja kaupungin muuttamista ottomaanien valtakunnan uudeksi pääkaupungiksi, joka nykyään tunnetaan Istanbulissa Turkissa. Monet käyttävät tätä päivämäärää myös Bysantin ajan päättymiseen ja sen arkkitehtonisen tyylin kärkeen.
Vaikka sulttaani Mehmed II: n joukot vangitsivat Konstantinopolin, Bysantin arkkitehtuuri oli levinnyt muille alueille, joilla sen vaikutus pysyi ilmeisenä. Romaaninen ja goottilainen arkkitehtuuri ovat velkaa Bysantin tyyliin. Bysantin arkkitehtuuri on säilynyt myös alueilla, joilla ortodoksinen kirkko on merkittävä, kuten Bulgariassa, Venäjällä ja Ukrainassa. Lopuksi 19-luvun lopulla syntyi uusbysanttilainen tyyli, josta esimerkkejä ovat Westminsterin katedraali Lontoossa, Englannissa ja Pyhän Savan katedraali Belgradissa, Serbiassa.