混凝土浇灌而成，但是当时的人们能用混凝土浇灌出如此巨大的穹顶依然是一个奇迹。如果用今天的混凝土，必然难以浇灌出这么大的一个穹顶，因为混凝土的张力将无法使它承受自身的重量而坍塌。人们后来得知，古罗马人当时使用的混凝土是来自那不勒斯附近的天然火山灰，再混入凝灰岩等多种骨料。然后在建造穹顶时，将比较重的骨料用在基座，然后逐渐选用比较轻的骨料向上，到顶部时只使用浮石混杂多孔火山岩。另外，穹顶的厚度也逐渐削薄，从穹顶根部的5.9米一直减少到顶部的仅1.5米。万神庙是古罗马建筑艺术的结晶，对西方的建筑史发展也有举足