Dal punto di vista architettonico, il Colosseo è un'ellisse di 188 per 156 metri, per un totale di 527 metri di circonferenza, alta quasi 50 metri: esternamente a partire da uno stilobate di due gradini ci sono quattro piani, di cui tre con arcate inquadrate da semicolonne di ordini diversi, dal basso verso l'alto, tuscaniche (simili al dorico ma con la base), ioniche e corinzie. Il quarto piano è composto da una specie di attico diviso da lesene corinzie: negli spazi così inquadrati si aprono finestre quadrate alternate a scudi in rilievo. In ogni spazio sono poi tre mensole di travertino, in corrispondenza di altrettanti fori praticati nel cornicione terminale della struttura. Tutto questo sistema serviva a sostenere i pali necessari a reggere il grande velario a spicchi che veniva steso da alcuni marinai della flotta di stanza a Miseno per proteggere gli spettatori. In cima la struttura era completata da un cornicione a tre fasce e da una cimasa con un grandioso gocciolatoio. La cinta esterna non è completa: ciò che resta è inglobato nei muraglioni di sostegno fatti costruire dal Valadier nel 1820 per ordine di Pio VII.
Tutti i fori che "movimentano" la struttura sono dovuti all'asportazione medievale dei perni di metallo che servivano a trattenere i blocchi di travertino che ricoprivano tutto. All'interno, poi, la struttura è divisa in spicchi da alcuni cunei che partono dalla base: i già citati pilastri, collegati da archi e da volte rampanti, facevano da sostegno alla cavea. Il vantaggio stava nel poter così permettere a più cantieri di proseguire autonomamente nella costruzione della stessa struttura, praticamente divisa in quattro cantieri principali ed a sè stanti. Senza dubbio un mirabile esempio di organizzazione e programmazione del lavoro da effettuare. I sotterranei sono divisi da tre muri concentrici ed i conseguenti tre corridoi anulari: verso il centro i muri divengono rettilinei e paralleli all'asse centrale, anch'esso un corridoio. Quest'ultimo si prolungava nelle due direzioni, est e ovest, anche al di fuori della struttura: il ramo est raggiungeva una delle più importanti caserme gladiatorie conosciute, il Ludus Magnus, ancora oggi visibile all'incrocio fra via Labicana e via di S. Giovanni in Laterano. Sempre all'esterno della struttura maestosa del Colosseo si trovano alcuni cippi di travertino, scoperti nel 1895, infissi nella pavimentazione anch'essa in travertino: concentrici allo stesso edificio, dovevano contrassegnare l'area di rispetto. Secondo un'altra interpretazione, erano usati per pensionare a terra le funi del velario.