Jest to duża, eliptyczna budowla o długości 188 m i szerokości 156 m, obwodzie 524 m, wysokości 48,5 m, z pojemną widownią, która mogła pomieścić pomiędzy 45 a 50 tysiącami widzów (według iluminacji późnorzymskiej „Chronografii z 354 roku n.e.”, która powstała na zlecenie bogatego rzymskiego chrześcijanina Walentiusza, pojemność Koloseum wynosiła około 87.000 osób); z galeriami komunikacyjnymi oraz areną z systemem podziemnych korytarzy. W czterokondygnacyjnym podziale zewnętrznym zastosowano spiętrzenie porządków (najniższa kondygnacja w porządku toskańskim, druga w jońskim, trzecia w korynckim). Trzy niższe kondygnacje związane są z konstrukcyjnym układem arkad, czwarta, najwyższa została zaopatrzona tylko w małe okna. Od strony wewnętrznej budowla jest pięciokondygnacyjna. Cztery kondygnacje zbudowano jako układ pomieszczeń wydzielonych pomiędzy filarami, ścianami, ze sklepieniami kolebkowymi i krzyżowymi. Umieszczono tam bufety, szatnie, natryski, pomieszczenia dla gladiatorów, klatki dla zwierząt, korytarze. Wokół areny wzniesione było podium. Do Koloseum prowadziło 80 ponumerowanych wejść (zachowały się oznaczenia wejść od nr XXIII do LIV), które zapewniały szybkie (przez ok. 6 minut) opuszczenie widowni przez widzów (jednak taką możliwość mieli tylko widzowie z dolnych i środkowych rzędów). Istniała też możliwość przykrycia całej widowni specjalną osłoną (velarium) w deszczowe lub bardzo słoneczne dni.
