Cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, kiến trúc thể hiện một sự tự do mới trong cách thể hiện và sự sẵn sàng áp dụng kỹ thuật hiện đại.
Phong cách kiến trúc của một công trình xây dựng có thể phụ thuộc vào một vài yếu tố. Một yếu tố là vật liệu có thể sử dụng, một yếu tố khác nữa là mục đích của công trình xây dựng. Một yếu tố quan trọng không kém là trí tưởng tượng của kiến trúc sư và khách hàng của họ. Đặc điểm chính của kiến trúc thế kỷ XIX ở châu Âu và Bắc Mỹ là sự sẵn sàng áp dụng mọi phong cách kiến trúc xuất sắc của quá khứ, từ thời Hy Lạp cổ đại đến thế kỷ XVIII. Đôi khi có những phong cách hoàn toàn khác nhau cùng được áp dụng vào một công trình.
Cuối thế kỷ XIX, một kiểu kiến trúc mới phát triển, về cơ bản dùng thép để tạo khung cho mỗi công trình. Theo cách này, các bức tường không phải chống đỡ sức nặng của chính nó, nên các công trình có thể xây cao hơn. Các tòa nhà chọc trời khung thép đầu tiên được xây tại Mỹ sau khi Elisha Otis (1811–1861) phát minh ra thang máy vào năm 1852. Năm 1884, William Le Baron Jenney (1832–1907) đã xây tòa nhà chọc trời đầu tiên trên thế giới tại Chicago. Ngày nay, tòa nhà cao mười tầng này không còn được coi là nhà chọc trời nữa, nhưng kết cấu khung bằng kim loại của nó đã mở ra một xu hướng mới.
Khi các đô thị ngày càng đông dân cư, thì điều quan trọng là các dịch vụ như cấp nước sạch và xử lý rác thải phải theo kịp tốc độ tăng dân số. Các đường ống dẫn nước mới được xây ngầm dưới thành phố, và khi ống gang được sản xuất thì việc xây đường thoát nước trở nên dễ dàng hơn. Nhờ kiến thức về công nghệ được nâng cao, người ta đã có thể xây những cây cầu dài hơn hẳn.
Kiến trúc cuối thế kỷ XIX đã thích nghi với hoàn cảnh mới để ứng dụng phát minh của các kỹ sư, và sử dụng những vật liệu đã trở nên sẵn có như sắt, thép. Nhờ áp dụng kết cấu khung thép, con người không những có thể xây được các tòa nhà chọc trời mà còn xây được các công trình như tháp Eiffel cao 300 mét ở Paris để phục vụ cuộc triển lãm lớn năm 1889, và tượng Nữ thần Tự do ở bến cảng New York – món quà và cũng là biểu tượng hữu nghị mà nhân dân Pháp gửi tới nhân dân Mỹ nhân dịp kỷ niệm 100 năm độc lập của Mỹ.
Kỷ nguyên của đường sắt cũng mang đến nhiều cơ hội mới cho các nhà kiến trúc và những người xây dựng. Các ga đường sắt mọc lên ở các thành phố trên khắp thế giới, tượng trưng cho sự giàu có của thời đại công nghiệp mới. Các công trình to lớn này kết hợp kỹ thuật mới sử dụng sắt, thép với phong cách kiến trúc của những thời kỳ trước.
Tuy nhiên, việc sử dụng bê tông cốt thép vào đầu thế kỷ XX còn dẫn tới một biến đổi lớn trong kiến trúc. Thiết kế nhà bắt đầu trở nên đơn giản hơn và ít trang trí hơn. Phong cách “hiện đại” này phát triển mạnh sau khi Chiến tranh Thế giới I kết thúc.