El Coliseo, también conocido como el Anfiteatro Flavio, es una inmensa estructura ovalada de 189 metros de longitud, 156 metros de anchura y 48 metros de altura, con un perímetro elíptico que abarca 524 metros. La construcción de este colosal edificio se llevó a cabo con la participación de varios grupos de trabajadores durante el día y se basó en el uso de componentes prefabricados que permitieron una edificación modular. Por esta razón, se considera que este monumento ha servido como un modelo para los recintos deportivos modernos, gracias a su ingenioso diseño que proporciona soluciones a desafíos contemporáneos.

La arquitectura del edificio se sustenta en una serie de arcos que rodean los tres primeros niveles del Coliseo. Aquí, se aprecia la típica estética romana, con arcos de medio punto que se elevan sobre robustos pilares que también actúan como soportes para columnas decorativas. Estos pilares sostienen los arquitrabes, frisos y cornisas que delimitan cada uno de los tres primeros pisos.

En el interior del Coliseo reside su mayor tesoro: las gradas (o cávea) se extienden sobre numerosas filas escalonadas que descansan sobre pilastras de travertino, en lugar de aprovechar las pendientes naturales del terreno. Esta disposición crea un intrincado sistema de pasillos abovedados y escaleras, concebido para garantizar la circulación fluida de grandes multitudes. En su diseño se emplearon tanto la bóveda de cañón como la bóveda de arista, esta última de mayor complejidad.

La fachada del Coliseo se eleva sobre un estilóbato que sirve como base para los cuatro niveles superiores. El primer piso cuenta con 80 arcadas de estilo dórico toscano, que transmiten una sensación de solidez y robustez. El segundo piso, de estilo jónico, presenta una base, un fuste más esbelto que el del orden dórico y un capitel decorado con volutas. El tercer piso sigue el estilo compuesto, con capiteles ornamentados con hojas de acanto. El cuarto y último piso incorpora un ático macizo, adornado con columnas de estilo corintio. Este nivel cumplía diversas funciones, como aumentar la capacidad del Coliseo, proporcionar un mayor espacio en el interior y mejorar su aspecto visual. En este nivel, se instalaban 240 postes de madera que sostenían un gran toldo.

En el interior del Coliseo, entre los espacios entre columnas del segundo y tercer piso, se colocaban estatuas, mientras que los pasillos de las gradas presentaban relieves de mármol y estuco.

La grada rodea la arena y debajo de esta se encuentra un subsuelo diseñado para agilizar el desarrollo de los espectáculos. Mediante un sistema de ascensores, las fieras eran llevadas a la arena, y se disponían pasillos, escaleras y una cuidadosa distribución de habitaciones y cuartos. Además, se implementó un sistema de conducción de agua que permitía convertir la arena en una gran piscina para llevar a cabo las naumaquias.