La rotonda è composta da un muro interno ed uno esterno. L’intera circonferenza è scandita da otto pilastri. Fra i pilastri vi sono sette archi di scarico inclusi nel muro esterno che hanno l’obiettivo di scaricare le spinte verticali verso i pilastri.

La rotonda in sé è un emisfero perfetto, misura 43,2 metri di diametro, esattamente l’altezza massima della cupola. La parete della rotonda è spessa 6 metri e ha sette nicchie abbaglianti che sono alternativamente semicircolari (3) e rettangolari (4), comprese tra due colonne corinzie, che anticamente rappresentavano le sette divinità collegate al culto dei pianeti.
La nicchia di fronte alla porta è la più imponente e raggiunge il soffitto. Ha un fregio decorativo e la cornice in porfido rosso ed è affiancato da due colonne di marmo corinzie di frigio viola. Ciascuna delle altre alcove ha due colonne di marmo frigio in viola (semicircolare) o Numidia giallo (rettangolare). Il pavimento è quello originale e consiste in uno schema quadrato utilizzando granito grigio, porfido rosso, marmo viola giallo e frigio di Numidia.

Per la realizzazione di tale opera furono impiegati i proventi del saccheggio del tempio santo di Gerusalemme.

In realtà l’intervento dei Flavi ha interessato tutta l’area del bacino, comprendendo quindi  altri edifici accessori annessi all’anfiteatro, che, pare fossero già previsti nel progetto iniziale di Vespasiano. Ne sono prova inconfutabile le gallerie di collegamento fra tali edifici e l’Anfiteatro stesso, realizzate contestualmente alle opere fondali.

Per l’intero complesso di grandi opere su una superficie di almeno sette ettari i tempi sono stati ben più lunghi, fino al tardo regno di Domiziano. Prima dell’incendio del 18 luglio del 64 d.C. che distrusse in sei giorni e sette notti gran parte del centro di Roma, dove oggi sorge il Colosseo vi era la Domus Aurea, la residenza di Nerone Claudio Cesare Augusto Germanico
Presumibilmente, l’area del Colosseo era occupata da un laghetto , a pochi passi dal vestibolo dove si ergeva il Colosso di Nerone. Quest’ultimo era una statua in bronzo di oltre trenta metri di altezza commissionata dallo stesso Nerone e realizzata tra il 64 ed il 68 d.C. per mano dello scultore Zenodoro.

Ne rimase soltanto la base, che però è stata demolita nel 1936 per lavori di riqualificazione del sito archeologico. É probabile che proprio per le sue dimensioni “colossali” prenda il nome il Colosseo, anche se tale associazione pare sia di origine medievale. 

La lunghezza del Colosseo è di 189 metri, per una larghezza di 156 metri. La facciata raggiunge un’altezza di 48 metri. La sua arena centrale è un ovale il cui asse principale misura 86 metri, circondata da un muro alto 4,5 metri, che raggiungeva i primi gradini.

Sono stati utilizzati diversi materiali per la struttura, tra cui il tufo e in particolare il travertino per la facciata. I numerosi fori visibili su di essa furono praticati principalmente nel Medioevo, per recuperare le piastre metalliche che collegavano i blocchi di pietra.

La struttura portante è costituita da pilastri in blocchi di travertino, collegati da perni: dopo l'abbandono dell'edificio si cercarono questi elementi metallici per fonderli e riutilizzarli, scavando i blocchi in corrispondenza dei giunti: a questa attività si devono i numerosi fori ben visibili sulla facciata esterna. I pilastri erano collegati da setti murari in blocchi di tufo nell'ordine inferiore e in laterizio superiormente. La cavea era sostenuta da volte a botte trapezoidali volte a crociera e archi che poggiavano sui pilastri di travertino e sui setti radiali di tufi o mattoni. All'esterno è usato il travertino, come nella serie di anelli concentrici di sostegno alla cavea. In queste pareti anulari si aprono vari archi, decorati da paraste che li inquadrano. Le volte a crociera (tra le più antiche del mondo romano) sono in opus caementicium e spesso sono costolonate tramite archi incrociati in laterizio, usato anche nei paramenti. I muri radiali, oltre i due ambulacri esterni, sono rafforzati da blocchi di tufo.

Mosaico pavimentale raffigurante alcune tipologie di spettacoli anfiteatrali (munera e venationes)

Un complesso sistema di adduzione e smaltimento idrico consentiva la manutenzione dell'edificio e alimentava le fontane poste nella cavea per gli spettatori.

La facciata esterna (alta fino a 48,50 m) è in travertino e si articola in quattro ordini, secondo uno schema tipico di tutti gli edifici da spettacolo del mondo romano: i tre registri inferiori con 80 arcate numerate, rette da pilastri ai quali si addossano semicolonne, mentre il quarto livello (attico) è costituito da una parete piena, scandita da lesene in corrispondenza dei pilastri delle arcate. Gli ordini per ogni piano sono dorico, ionico e corinzio. L'ultimo piano è pure definito in stile corinzio.

Nei tratti di parete tra le lesene si aprono 40 piccole finestre quadrangolari, una ogni due riquadri (nei riquadri pieni dovevano trovarsi i clipei bronzei), e immediatamente sopra il livello delle finestre vi sono collocate tre mensole sporgenti per ogni riquadro, nelle quali erano alloggiati i pali di legno che venivano utilizzati per aprire e chiudere il velarium, probabilmente ancorato a terra alla serie di cippi inclinati di pietra che ancora oggi sono in parte visibili esternamente, al limite della pedana in travertino su cui poggia il Colosseo (visibili quelli sul lato verso il Celio). Nel primo ordine sono presenti 80 ingressi di cui 4 particolari, posti sugli assi dell’ellisse.

Sull’asse corto vi erano gli ingressi per le tribune d’onore (l’ingresso per l’imperatore); sull’asse lungo gli ingressi che conducevano direttamente all’arena. Inoltre i diversi piani erano riservati per ogni classe sociale.

L’imperatore sedeva la mattina nel podio verso l’Arco di Costantino e il pomeriggio in quello verso l'odierna Metropolitana.

Al secondo e terzo livello gli archi sono bordati da una parapetto continuo, in corrispondenza del quale le semicolonne presentano un dado come base.

Le semicolonne e le lesene dei quattro ordini hanno a partire dal basso capitelli tuscanici, ionici, corinzi e corinzi a foglie lisce. I primi tre ordini ripetono la medesima successione visibile sulla facciata esterna del teatro di Marcello.

Le raffigurazioni monetarie ci tramandano la presenza di quattro archi alle terminazioni delle assi dell'ovale della pianta, ornati da un piccolo protiro marmoreo.

Il Colosseo aveva una copertura in tessuto (velarium in latino) formata da molti teli che coprivano gli spalti degli spettatori ma lasciavano scoperta l'arena centrale. Il velarium era usato per proteggere le persone dal sole ed era manovrato da un distaccamento di marinai della flotta di Miseno, stanziata accanto al Colosseo. I teli erano fissati con un complesso sistema di funi e guidati da pulegge e contemporaneamente l'intera struttura era fissata a terra con funi legate a cippi di pietra posti all'esterno del Colosseo, e in parte visibili ancora oggi. Le pareti erano qui rivestite di intonaco, anche sulle volte.

È caratterizzato da colonne tozze con capitelli tondi e un fregio decorato con triglifi alternati (tre fasce verticali separate da scanalature) e metope semplici o scolpite (blocchi rettangolari). Insieme al toscano, questo è il comando più semplice ed è spesso associato alla forza.

È più elegante e matronale, con colonne spesso prive di strisce, capitelli volute, fregi talvolta decorati con bassorilievi e dentelli meticolosamente scolpiti con una fila di piccoli blocchi, al di sotto delle cornici.

È anche di natura molto femminile come lo Ionico, questo caratterizzato principalmente dai suoi capitelli decorati che presentano due file di foglie d'acanto intagliate con piccole volute (rotoli a spirale) agli angoli.


Ordine Composito

È il più sofisticato, esso stesso una combinazione di ornamenti greci e corinzi ionici, un ermafrodita dalle gambe lunghe. Le sue colonne sono alte e snelle, i suoi capitelli hanno abbondanti foglie d'acanto con grandi volute e la sua trabeazione reca un ostentato fregio e cornice scolpiti.

La lettura rinascimentale di questa grammatica classica disegnava una gerarchia per l'uso degli ordini in un edificio, iniziando dai piani inferiori e procedendo verso l'alto: dorico, ionico, corinzio e composito. Non tutti i controlli dovevano essere usati e il dorico era necessariamente usato per il piano più basso, ma qualunque cosa fosse iniziata si muoveva nell'ordine corretto.