Barselona je poznata kao metropola modernizma. Grad u kojem je živio i radio arhitekta Antoni Gaudi, sadrži i njegova najreprezentativnija dela, koja godišnje privlace milione turista iz celog svijeta. Najpoznatije delo arhitekte i ujedno najposeceniji arhitektonski objekat u Španiji je katedrala Sagrada Familija (Sveta porodica), koja je ostala nezavršena posle njegove smrti i još uvek se gradi. Predvida se da ce biti završena oko 2020 godine. Druga poznata dela ovog arhitekte su kompleks Park Guelj, gde je arhitekta i živeo poslednjih dvadeset godina svoga života, kuca Mila (Casa Milà), poznatija pod imenom La Pedrera i kuca Batljo (Casa Batlló). Osim dela arhitekte Gaudija, tu su još i drugi biseri katalonskog modernizma kao što je bolnica San Pau i Palata muzike (Palau de la Musika), arhitekte Ljuisa Dumeneka i Muntanera.

Osim modernizma, možemo sresti i istaknuta dela drugih istorijskih perioda. Iz srednjevekovnog perioda vredno je istaknuti dela gotike, koja su prisutna u starom gradu i po kojima je i cela jedna cetvrt dobila ime, Bario gotiko. Njemu pripadaju katedrala Santa Eulalija, bazilika Santa Marija del Mar (karakteristicna po harmoniji i cistoci forme) i crkva Santa Marija del Pi koja se nalazi na istoimenom trgu (Plasa del Pi).

Iz savremene arhitekture treba narocito istaknuti nemacki paviljon (Paveljon aleman), nemackog arhitekte i dizajnera Ludviga Mis van der Roea, koji je konstruisan 1929 godine u svrhu internacionalne izložbe, svetskog dogadaja ciji je domacin te godine bila Barselona. Tu su još i Zadužbina (fondacija) Huana Miroa i Paviljon Republike (1937) katalonskog arhitekte Ðuzepa Ljuisa Serta i Muzej savremene umetnosti (MAKBA) americkog arhitekte Ricarda Mejera.