Der Marienplatz gilt als der Mittelpunkt Münchens und liegt, umgeben von dem Neuen und dem Alten Rathaus, mitten im Zentrum der Altstadt. Wenige Schritte davon liegt die Peterskirche, die älteste Kirche der Altstadt, deren erster Bau noch aus der Romanik stammte. Heute steht ein gotischer Neubau, der im Inneren barockisiert wurde. Seit dem Abbruch der St.-Jakobs-Kirche 1955 gibt es in der Innenstadt kein romanisches Bauwerk mehr, mehrere im Kern romanische Kirchen in den einstigen Vororten haben sich jedoch erhalten, so Hl. Kreuz in Fröttmaning mit seinem Fresko. Bemerkenswert ist auch eines der seltenen romanischen Kruzifixe in der Kirche Heilig Kreuz des Stadtteils Forstenried.
Aus der Zeit der Gotik dagegen haben sich neben der Peterskirche viele Bauwerke erhalten. Von der einstigen Stadtbefestigung stammen das Isartor, das Sendlinger Tor, das Karlstor und der Löwenturm am Rindermarkt. Die wichtigsten Profanbauten der Gotik sind der Alte Hof, das Alte Rathaus mit seinem Tanzsaal sowie das Zeughaus, das heute ein Teil des Stadtmuseums ist. Das Wahrzeichen der Stadt ist die nahe dem Marienplatz gelegene gotische Frauenkirche mit ihren zwei markanten Türmen. Eine weitere gotische Hallenkirche ist die in der Barockzeit umgestaltete Heiliggeistkirche am Viktualienmarkt. Erhalten haben sich auch die spätgotischen Friedhofskirchen der Frauenkirche und von St. Peter, die Salvatorkirche und die Heiligkreuzkirche. In der einstigen Augustinerkirche befindet sich heute das Deutsche Jagd- und Fischereimuseum. Auch in den Stadtteilen haben sich mehrere gotische Kirchen erhalten, so die Schlosskapelle von Schloss Blutenburg und die Filialkirche St. Wolfgang in Pipping. Die Burg Grünwald ist die einzige mittelalterliche Burg, die in der näheren Umgebung von München bestehen blieb.
Bedeutende Bauwerke der Renaissance sind insbesondere die Michaelskirche, die größte Renaissancekirche nördlich der Alpen, die sich daran anschließende Alte Akademie, der Innenhof der Alten Münze sowie einige Trakte der Residenz. Von der Maxburg, einem Stadtpalast der Renaissance, hat sich nur der Turm erhalten. Das in der Renaissancezeit gegründete Hofbräuhaus befindet sich heute in einem Bau des 19. Jahrhunderts am Platzl.
Früheste Barockkirche der Stadt ist die heute säkularisierte Karmelitenkirche, noch in der Tradition einheimischer Bauhütten entstanden. Mit dem Bau der Theatinerkirche zog dann der italienische Barock in München ein, der für mehrere Jahrzehnte bestimmend wurde, bis die französisch geschulten Architekten Joseph Effner und François de Cuvilliés Hofbaumeister wurden. Zahlreiche weitere Kirchen aus der Brockzeit sind in der Stadt zu finden, so die Bürgersaalkirche und die Dreifaltigkeitskirche, darüber hinaus mehrere Adelpaläste, insbesondere das Palais Porcia, die beiden Preysing Palais sowie das Palais Holnstein, die heutige Residenz des Erzbischofs. Hauptwerke des süddeutschen Barocks sind auch die Schlösser Nymphenburg und Schleißheim. Wesentlich kleiner ist das gleichzeitig entstandene Schloss Fürstenried im Südwesten der Stadt.
Nahe dem Sendlinger Tor liegt die Asamkirche, die im Inneren in prunkvollem Rokoko gestaltet wurde. Die bedeutendste Rokokokirche außerhalb der Innenstadt ist St. Michael in Berg am Laim. Prunkstücke des Rokoko sind auch die Amalienburg im Nymphenburger Schlosspark und das Cuvilliés-Theater in der Residenz.
Mit dem Nationaltheater nahe der Residenz entstand ein Hauptwerk des Klassizismus. Von der Residenz führen auch die vier großen von den Bayerischen Königen angelegten Prachtstrassen in die Stadtteile. Insbesondere König Ludwig I. griff bereits als Kronprinz in die Planungen ein. Durch seine Architekten Leo von Klenze und Friedrich von Gärtner ließ er zahlreiche klassizistische Prachtbauten errichten.
Nach Westen Richtung Nymphenburg führt die von den Zerstörungen des Zweiten Weltkriegs gezeichnete Brienner Straße, unterbrochen vom sternförmigen Karolinenplatz mit seinem Obelisken und dem Königsplatz mit dem Prachttor der Propyläen und der Glyptothek. Von der lockeren frühklassizistischen Bebauung hat sich unter anderen das Almeida Palais erhalten.
Nach Norden Richtung Schwabing entstand die Ludwigstraße zwischen Feldherrnhalle und Siegestor. An ihr liegen die Bayerische Staatsbibliothek, die Ludwigskirche und die Ludwig-Maximilians-Universität. Etwa gleichzeitig entstand an der Theresienwiese die Bavaria vor der Ruhmeshalle.
Südlich der Residenz, vor der Oper, beginnt die in der Mitte des 19. Jahrhunderts als Paradestraße gestaltete Maximilianstraße. Sie führt von der Altstadt nach Osten über die Isar in Richtung des Maximilianeums, dem Sitz des bayerischen Landtages. Hier liegen auch das später im Jugendstil umgestaltete Münchner Schauspielhaus, das Regierungsgebäude von Oberbayern und das Völkerkundemuseum. Heute ist sie eine luxuriöse Einkaufsmeile.
Schließlich entstand die vom frühklassizistischen Prinz-Carl-Palais am Hofgarten nach Osten führende Prinzregentenstraße, an der das Nationalmuseum, die Schackgalerie, die Villa Stuck und das Prinzregententheater liegen. An ihrer Isarterrasse befindet sich der Friedensengel.
Von den Konstruktionen aus Glas- und Eisenmaterial, die zu ihrer Entstehungszeit Mitte des 19. Jahrhunderts als technische Meisterwerke galten, hat sich die Schrannenhalle am Viktualienmarkt teilweise erhalten während der Glaspalast 1931 abbrannte. Seit Ende des 19. Jahrhunderts entstanden viele Kirchen und Prachtbauten des Historismus, so das neugotische Neue Rathaus am Marienplatz, St. Paul, der neubarocke Justizpalast am Stachus, das Armeemuseum am Hofgarten (heute befindet sich hier die Bayerische Staatskanzlei) und die im Neurenaissancestil erbaute Akademie der Bildenden Künste in Schwabing. Dort liegen auch noch mehrere Wohnhäuser im Jugendstil.
Unweit des Deutschen Museums und des Kulturzentrums Gasteig, befindet sich in der Au mit dem nach vierjähriger Bauzeit 1901 eröffneten und im Jugendstil ausgestatteten Müllerschen Volksbad das älteste öffentliche Hallenbad Münchens.
In München finden sich ca. 1200 Brunnen, davon ca. 700 städtische. Der älteste ist der Fischbrunnen auf dem Marienplatz. Weitere markante Brunnen sind insbesondere der Wittelsbacher Brunnen am Lenbachplatz und der Vater-Rhein-Brunnen auf der Museumsinsel, beides Werke von Adolf von Hildebrand.
Die Borstei ist eine denkmalgeschützte Wohnsiedlung im Stadtteil Moosach, die zwischen 1924 und 1929 erbaut wurde.
Von den Bauten aus der Zeit des Nationalsozialismus haben sich unter anderem das Haus der Kunst und die Parteigebäude am Ostrand des Königsplatzes erhalten.
In den Jahrzehnten nach dem Zweiten Weltkrieg entstanden nur vereinzelt bedeutsame Beispiele moderner Architektur. Seit den 1990er Jahren erfasste die Stadt jedoch eine zweite Gründerzeit, die zunehmend anspruchsvollere Architektur hervorbrachte. Als gelungenstes sakrales Bauwerk gilt die Herz-Jesu-Kirche.
Die relativ wenigen Hochhäuser, die sich München genehmigt hat, liegen bis auf das Technische Rathaus aus den zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts außerhalb der Innenstadt. Architektonisch am interessantesten sind das BMW-Hochhaus am Olympiapark, neben dem die futuristische BMW Welt entsteht, sowie das Hypo-Haus im Arabellapark und die im Norden von Schwabing gelegenen Highlight Towers. Das auf unbestimmte Zeit mit 146 m höchste Hochhaus der Stadt ist das Uptown München.
Am 9. November 2006 wurde das neue Jüdische Zentrum in der Innenstadt eröffnet. Hier sollen sich verschiedene Kulturen treffen. Ein Kulturraum für Schulen, ein jüdisches, geschichtliches Museum und ein koscheres Restaurant. Es soll ein Zeichen zur Integration der jüdischen Gemeinde in München setzen.