Struktura i izgled bizantskih crkava značajno su se razvili tijekom tisućljetne povijesti tog carstva. Rane crkve bile su usko utemeljene na uzorcima iz rimske građanske i vjerske arhitekture. Crkve izgrađene u srednjim godinama Bizantskog Carstva imale su tendenciju da slijede jedinstveni arhitektonski plan s velikim i bogato ukrašenim kupolama. Bizantske crkve podignute tijekom godina opadanja carstva često su bile manje bogato ukrašene i počele su sadržavati zid od ikona.
Prve bizantske crkve građene su po rimskom uzoru, budući da je Bizantsko Carstvo bilo Istočno Rimsko Carstvo. Te su crkve obično imale bazilikalni raspored. Ova vrsta tlocrta ima dva reda stupova koji djelomično odvajaju prolaze duž bočne strane pravokutne strukture, a služe i za potporu krova. Na kraju bazilike obično se nalazi zakrivljena apsida. Ovoj strukturi ponekad su dodavana krila, stvarajući križni oblik, ali su općenito bila kraća od glavne dvorane bazilike.
Kako je kultura Bizantskog Carstva postala temeljitije grčka, pojavio se novi stil bizantske crkve. Aja Sofija, možda najpoznatija bizantska građevina od svih, prikazuje ključne značajke ovog stila. U ovoj crkvi je središnja kupola, a od te kupole vode četiri krila jednake duljine. Ovo je značajno odstupanje od tradicionalnog plana bazilike i omogućeno je arhitektonskim napretkom koji je omogućio izgradnju većih kupola.
Religijska umjetnost u bizantskim crkvama obično je koristila bogate materijale za ukrašavanje većine vidljivih površina. Crkve u bogatim regijama bile bi u potpunosti prekrivene mozaicima, umjetnošću u kojoj su se Bizantinci isticali. Krhotine stakla i zlatni listići korišteni su zajedno za stvaranje živih boja i za pojačavanje utjecaja svjetla koje je u bizantskim crkvama omogućeno poboljšanom konstrukcijom kupole. Za ljepše crkve korišteni su mramor i drugi skupi materijali, a iako su neke crkve imale vjerske freske, prednost su davali mozaici.
Umjetnička djela u bizantskim crkvama obično su prikazivala stilizirane vjerske figure. Ove figure trebale su prenijeti simboličku i duhovnu poruku, a ne da precizno opisuju ljudski oblik. Rane crkve, kao što je San Vitale u Ravenni, ponekad su prikazivale prepoznatljive ljudske figure, ali je to kasnije postalo mnogo rjeđe. Prikaz ljudskog oblika, čak i iz vjerskih razloga, bio je kontroverzan u bizantskoj crkvi, a razdoblje ikonoklazma započelo je 700-ih godina, tijekom kojeg je mnogo crkvene umjetnosti uništeno. Crkve podignute u tom razdoblju obično nisu bile ukrašene slikama ljudskih bića, čak ni stiliziranim.
U godinama opadanja Carstva, ikone su ponovno prihvaćene. Bizantske crkve izgrađene u posljednjim stoljećima Bizantskog Carstva ne samo da su imale vjerske slike na svojim zidovima, već su dodale zid ikona na pročelju crkve. Taj je zid u potpunosti prekriven bizantskim ikonama, oslikanim na stilizirani način koji se razvio stoljećima ranije. Crkveno uređenje tijekom tog razdoblja općenito je bilo manje raskošno, jer je bogatstvo Carstva blijedjelo.