В отношении архитектурном афинский театр послужил образцом для прочих греческих городов. В Греции театры строились обыкновенно на склонах холмов в видах сокращения издержек. Театр имел следующие части: пространство для зрителей, поднимавшееся ярусами из центра здания к краям в виде полукружия, — четырёхугольная удлиненная площадь за орхестрою, занятая особым зданием, которое называлось сценой, — и орхестра, ровная утрамбованная площадка для хора и актёров, которые разыгрывали пьесу на одном уровне с хором, поближе к зданию сцены (επι σκηνής, греч. «у сцены»).

В сочинении Витрувия «Об архитектуре» содержатся указания на планы театров греческого и римского.

Альбомный Миллер в сочинении «Греческие сценические древности» (1886) дает длинный список развалин театров в Элладе и на многочисленных островах; со времен Александра Македонского чуть не каждый греческий город, сколько-нибудь значительный, имел свой театр. Дёрпфельд, археолог и учёный архитектор, тщательно исследовал многие из этих развалин, особенно Театр Диониса в Афинах, и результаты своих изысканий изложил в капитальном труде по истории афинского и других греческих театров (1896): здесь даны, между прочим, планы двенадцати театров с объяснениями к ним; к афинскому театру. относятся семь таблиц рисунков. На место прежнего однообразия и схематизма впервые в труде Дёрпфельда выступает вопрос о древнегреческом театре во всей своей реальной сложности и в широком историческом освещении, на основе археологических материалов и литературных источников. Пополнение и проверка этих данных по сохранившимся греческим драмам, объяснение терминов греческого т. и относящихся к театру изображений живописи и скульптуры принадлежат в этой книге Е. Рейшу. Оба автора решительно восстают против утвердившегося раньше, под влиянием Витрувия, представления, будто в классический период аттической драмы (V в. до н. э.) место для игры актёров возвышалось над орхестрой на 10—12 футов в виде отдельной платформы. Остатки сооружений, принадлежащие как этому времени, так и македонскому периоду, не содержат в себе никаких следов возвышения сцены в нашем смысле над орхестрой, а сохранившиеся драмы, в которых хор и актёры часто являются вместе, более понятны со стороны исполнения, если предположить, что и актёры, и хористы находились на одном уровне. Только в римскую эпоху первоначальная орхестра — место плясок хора и драматического действия — была разделена на две части, и одна из них, более удалённая от зрителей и приподнятая, служила для сценических представлений.
Основная статья: Театральное здание в эллинистической Греции

В архитектурной истории афинского театра можно различить несколько периодов. В VI—V вв. до н. э. важнейшую часть его составляет круглое пространство для хоровых плясок — орхестра; в середине алтарь, а по окружности с трёх сторон ряды деревянных сидений для зрителей. Приблизительно с половины V в. на четвёртой стороне круга воздвигается деревянное здание для актёров, «сцена»; передняя стена его служит задним фоном драматического действия. Между пространством для зрителей и зданием «сцены» устроены проходы (греч. Πάροδος) в орхестру, с обеих сторон. Только в IV в. сооружен мраморный театр по сложившемуся исторически плану; постройка была начата Евбулом и закончена при Ликурге, знаменитом финансовом деятеле и ораторе (338—326 г. до н. э.); сиденья были каменные, в первом ряду стояли кресла художественной работы для почётных зрителей; передняя стена «сцены» была украшена колоннами. Перед этим зданием для каждого представления возводилась временная деревянная стена — просцений.

Около I в. до н. э., в эпоху так называемой средней и новой комедии, временный просцений заменен постоянным, образовавшим каменную колоннаду, с тремя дверьми; остальные промежутки между колоннами были заложены досками (греч. πινακες) с соответствующими представлению изображениями. По самому характеру преобладавших в то время пьес перемена декораций требовалась редко; для таких случаев могли ставить временные декорации. Колоннада с передней стеной «сцены» соединялась помостом, так что перед зданием сцены получалось как бы другое узкое здание, в целом также называвшееся просцением. В этом виде театр и признан Витрувием типическим для Греции.

При Нероне орхестра и здание сцены были перестроены по римскому образцу, приспособительно к гладиаторским боям и сценическим представлениям; только с этого времени актёры играли на упомянутом выше помосте, на высоте 10—12 футов над орхестрою. Между зданием просцения и орхестрою находилось ещё свободное узкое четырёхугольное пространство, с боков огражденное параскениями; открытое в орхестру, оно служило вместе с задним сегментом последней, ареною исполнения пьес совместно хором и актёрами. Боковые пристройки (греч. Παρασκήνια) в позднейших греческих и в римских театрах служили, как и здание сцены, сборным местом для хоревтов и актёров, а также местом хранения костюмов, машин и иных театральных принадлежностей. Орхестра и места для зрителей не имели кровли. В орхестре и на прилегающей к ней со стороны просцения площадки помещалось не более 25—30 лиц (хор из 12 или 15 хоревтов для трагедий и из 24 для комедий, затем 2—3 актёра). Количество мест для зрителей доходило в наибольшем из театров, мегалопольском, до 44000, в афинском — до 17000. На свои места публика проходила через орхестру по лестницам, а в орхестру снаружи вели боковые проходы. Ярусы мест для зрителей, если их было несколько, отделялись один от другого просторными проходами, по которым могла свободно двигаться публика. Обычными принадлежностями театра были декорации, машины, костюмы и маски для актёров.