Bütsantsi arhitektuur on ehitusstiil, mis on iseloomulik Türgi linnale, mida tänapäeval tuntakse Istanbulina, endise Bütsantsi ja hiljem Konstantinoopolina pärast aastat 330 pKr. Algselt tekkis eklektiline stiil, mida tugevalt mõjutasid Rooma templite tunnusjooned, eristavad omadused nagu kuppelkatus, avatud siseruumid ja kaunistatud kaunistused. See arhitektuuristiil oli peamiselt mõjukas 4. sajandi keskpaigast kuni 1453. aastani, kuid jäi moes mõnes piirkonnas, näiteks Venemaal pärast Bütsantsi ajastut.
Sellel arhitektuurilisel stiilil on mitmeid iseloomulikke tunnuseid. Vaieldamatult kõige ainulaadsem omadus on kuplikujuline katus, mis toetub sageli massiivsele ruudukujulisele alusele, nagu Hagia Sophia, endine Istanbuli basiilika ja mošee. Tihti kasutatakse poolkupli katmiseks ka poolkuplid ning väikesed aknad filtreerivad valgust läbi õhukese alabastrikihi, mis tagab pehme sisevalgustuse.
Nikerdatud kaunistuste asemel kaunistavad interjöörid kullatud mosaiikidega, nagu näiteks Itaalias Palermos Palatine kabelis. Mosaiigid võivad katta ulatuslikke osi interjöörist, sealhulgas võlvid, ning kujutada muu hulgas Bütsantsi keisreid, usupühakuid ja Piibli sündmusi. Bütsantsi mosaiikide figuurid on tavaliselt esitatud veidi abstraktselt või mittenaturalistlikul viisil.
Bütsantsi hoonete siseruumid kipuvad tõusma ülespoole kumerateks kuppelkatusteks, mida toetavad marmorsambad. Bütsantsi käsitöölised ja ehitajad kohandasid Rooma ehitussüsteemi betooni ja telliskiviga, lisades sellele marmorist pinnakatte. Levinud on ka kassettlaed.
Kreeka ristiplaaniga kirik on vaieldamatult Bütsantsi arhitektuuri kõige iseloomulikum struktuur. Hoone plaan on kreeka risti kujul, mis on kinnitatud keskväljakuga, mille igast küljest väljuvad neli võrdse pikkusega haru. Ülevalt vaadatuna on kirik suure Kreeka risti kujuline.
Bütsantsi arhitektuuri epitsenter oli Konstantinoopolina tuntud linn kuni 20. sajandi alguseni, mil Türgi Vabariigi valitsus võttis ametlikult kasutusele Istanbuli nime. Stiil tekkis pärast seda, kui Rooma keiser Constantinus viis aastal 330 pKr Rooma impeeriumi pealinna Roomast Konstantinoopolisse. Konstantinoopoli pealinn pidas vastu rohkem kui tuhat aastat.
Konstantinoopol langes Ottomani impeeriumi kätte 29. mail 1453. See sündmus tähistas Rooma impeeriumi lõppu ja linna muutmist Ottomani impeeriumi uueks pealinnaks, mida tänapäeval tuntakse Türgis Istanbulina. Seda kuupäeva kasutavad paljud ka Bütsantsi ajastu lõpu ja selle arhitektuuristiili tipu tähistamiseks.
Kuigi sultan Mehmed II väed vallutasid Konstantinoopoli, oli Bütsantsi arhitektuur levinud ka teistesse piirkondadesse, kus selle mõju jäi ilmseks. Romaani ja gooti arhitektuur on võlgu Bütsantsi stiilile. Bütsantsi arhitektuur on säilinud ka piirkondades, kus õigeusu kirik on silmapaistev, sealhulgas Bulgaarias, Venemaal ja Ukrainas. Lõpuks tekkis 19. sajandi lõpus uusbütsantsi stiil, mida ilmestasid kõige paremini Westminsteri katedraal Inglismaal Londonis ja Saint Sava katedraal Belgradis, Serbias.