Die Struktur und das Aussehen der byzantinischen Kirchen haben sich während der tausendjährigen Geschichte dieses Reiches erheblich weiterentwickelt. Die frühen Kirchen basierten eng auf Mustern der römischen bürgerlichen und religiösen Architektur. Kirchen, die in der Mitte des Byzantinischen Reiches gebaut wurden, folgten in der Regel einem einzigartigen architektonischen Plan mit großen und reich verzierten Kuppeln. Byzantinische Kirchen, die während der schwindenden Jahre des Reiches errichtet wurden, waren oft weniger reich verziert und begannen mit einer Wand aus Ikonen.
Die ersten byzantinischen Kirchen wurden nach römischem Vorbild gebaut, da das Byzantinische Reich das Oströmische Reich war. Diese Kirchen hatten typischerweise einen Basilika-Layout. Dieser Grundrisstyp weist zwei Säulenreihen auf, die die Seitenschiffe entlang der Seite eines rechteckigen Baukörpers teilweise trennen und gleichzeitig als Stütze für das Dach dienen. Am Ende der Basilika befindet sich meist eine geschwungene Apsis. Dieser Struktur wurden manchmal Flügel hinzugefügt, wodurch eine kreuzförmige Form entstand, die jedoch im Allgemeinen kürzer waren als die Haupthalle der Basilika.
Als die Kultur des Byzantinischen Reiches gründlicher griechisch wurde, entstand ein neuer Stil der byzantinischen Kirche. Die Hagia Sophia, das vielleicht berühmteste byzantinische Gebäude überhaupt, zeigt die wichtigsten Merkmale dieses Stils. In dieser Kirche gibt es eine zentrale Kuppel, von der vier gleich lange Flügel abgehen. Dies ist eine wesentliche Abweichung von einem traditionellen Basilikaplan und wurde durch architektonische Fortschritte ermöglicht, die den Bau größerer Kuppeln ermöglichten.
Religiöse Kunst in byzantinischen Kirchen verwendet typischerweise reiche Materialien, um die meisten sichtbaren Oberflächen zu schmücken. Kirchen in wohlhabenden Regionen würden vollständig mit Mosaiken bedeckt sein, eine Kunst, in der sich die Byzantiner auszeichneten. Glasscherben und Blattgold wurden zusammen verwendet, um lebendige Farben zu erzeugen und die Wirkung des Lichts zu verstärken, das durch eine verbesserte Kuppelkonstruktion in byzantinische Kirchen eingelassen wurde. Marmor und andere teure Materialien wurden verwendet, um Kirchen schöner zu machen, und obwohl einige Kirchen religiöse Fresken aufwiesen, wurden Mosaike bevorzugt.
Kunstwerke in byzantinischen Kirchen zeigten normalerweise stilisierte religiöse Figuren. Diese Figuren sollten eine symbolische und spirituelle Botschaft vermitteln, anstatt die menschliche Form genau darzustellen. Frühe Kirchen, wie San Vitale in Ravenna, zeigten manchmal erkennbare menschliche Figuren, aber dies wurde in späteren Jahren viel seltener. Die Darstellung der menschlichen Gestalt war in der byzantinischen Kirche auch aus religiösen Gründen umstritten, und in den 700er Jahren begann eine Zeit des Bildersturms, in der viel Kirchenkunst zerstört wurde. Kirchen, die in dieser Zeit errichtet wurden, waren normalerweise nicht mit Bildern von Menschen verziert, auch nicht mit stilisierten.
In den nachlassenden Jahren des Imperiums wurden Ikonen wieder angenommen. Byzantinische Kirchen, die in den letzten Jahrhunderten des Byzantinischen Reiches gebaut wurden, zeigten nicht nur religiöse Bilder an ihren Wänden, sondern fügten an der Vorderseite der Kirche eine Wand mit Ikonen hinzu. Diese Wand wurde vollständig mit byzantinischen Ikonen bedeckt, die in der stilisierten Weise bemalt waren, die sich Jahrhunderte zuvor entwickelt hatte. Die Kirchendekoration war in dieser Zeit im Allgemeinen weniger aufwendig, da das Vermögen des Imperiums verblasste.