Das Stadtbild Melbournes beherrschen zahlreiche Bürohochhäuser. Sehenswerte Bauwerke sind unter anderem das State Parliament House, die Royal Exhibition Buildings, die 1968 eröffnete Börse, die Saint Patrick’s Cathedral und Flinders Street Station.
In den Fitzroy Gardens wurde das Cook's Cottage aufgebaut, das Haus, in dem der englische Seefahrer und Entdecker James Cook (1728-1779) seine Kindheit verbrachte. Er nahm im Jahre 1770 die Ostküste Australiens für Großbritannien in Besitz. Ebenfalls erwähnenswert sind das Government House, das National Herbarium und die Royal Botanic Gardens. Die St. Patrick's Cathedral ist eine 105 Meter hohe Kirche, sie wurde 1937 fertiggestellt.
2006 wurde der Eureka Tower fertiggestellt, der seitdem mit 291 Metern Höhe und 91 Stockwerken das größte Gebäude Melbournes ist.