Pierwszą znaną wizją architektoniczną zaledwie 20 - letniego Rafaela jest świątynia na obrazie "Sposalizio" czyli Zaślubiny Marii Panny (obecnie galeria Brera w Mediolanie, fragment obok). Mamy tu idealną renesansową budowlę na planie centralnym z kopułą, otoczoną kolumnadą z arkadami. Widać tu doskonałą znajomość architektury i zainteresowanie artysty nowymi formami zaczerpniętymi z antyku. Budowla ta zdaje się być inspirowana dziełami Bramantego, największego architekta tamtych czasów, projektującego według schematów klasycznych. Wpływ Bramantego na architekturę Rafaela był bardzo duży - zresztą Bramante, krajan i starszy kuzyn Rafaela doskonale zdawał sobie sprawę z nieobjawionego talentu architektonicznego Rafaela i z jego to polecenia papież Leon X (z rodu florenckich Medyceuszy) wyznaczył Rafaela na następcę Bramantego na stanowisku głównego architekta Bazyliki św. Piotra. Rafael zaangażował się bardzo mocno modyfikując plan Bramantego. Niestety, realizacja projektu w zasadzie nie doszła do skutku z powodu i mniejszego zaangażowania papieża i przedwczesnej śmierci Rafaela. Wkrótce po podjęciu prac przy Bazylice Rafael, zafascynowany antykiem, zostaje przez papieża powołany na kierownika Urzędu Konserwatora Starożytności Rzymskich. Można śmiało rzec, iż jego działalność na tym polu przyczyniła się do narodzin nowożytnej archeologii. Osobiście opracował plan dokonania pomiarów i rysunków wszystkich pozostałości antycznych w Rzymie i zrekonstruowania wielu z nich.

Z prac architektonicznych Rafaela w oryginalnym kształcie zachowała się właściwie jedynie kaplica grobowa sieneńskiego bankiera Agostino Chigi przy kościele Santa Maria del Popolo w Rzymie. Niewielkie dzieło (wymiar na rzucie), na planie krzyża greckiego o bardzo krótkich ramionach. Klasyczna renesansowa architektura, cztery łuki, między nimi nisze z posągami i całość przekryta kopułą - z lewej przekrój. I kaplica ta dokumentuje głęboką asymilację antyku przez Rafaela - piramidalne grobowce (dwa takie naprzeciwko siebie), na prawym zdjęciu po prawej, to echo piramidy Cestiusa, mozaika to ulubiona rzymska technika dekoracyjna, a postacie zdobiące kopułę nawiązują wprost do rzymskich posągów i płaskorzeżb. I widać tu malarskie traktowanie architektury przez Rafaela - kopuła nie ma zwyczajowej oświetlającej ją latarni (czyli ażurowej nadbudówki na szczycie), lecz cała pokryta jest rozświetlającą ją wręcz mozaiką (wg.rysumku Rafaela) z Bogiem Stwórcą niebios w centrum okrążonym przez alegoryczne symbole słońca i planet. Kaplica ta stała się wzorem architektonicznym dla bardzo wielu tego typu budowli przez następne stulecia. A z ciekawostek dodać mozna, iż kaplica ta wprawia w pełne zachwytu zdumienie bohaterów książki Dana Browna "Anioły i demony" w 65 rozdziale ...

Villa Madama to rezydencja wybudowana w 1516 r. dla kardynała Giuliana Medyceusza, który w 1523 roku zasiadł w Stolicy Apostolskiej przyjmując imię Klemensa VII. I została ona po raz pierwszy zaplanowana łącznie z ogrodem - jako efekt miłości Renesansu do natury i radości życia pozostawiając dalece umartwienie Średniowiecza, pałace ciemne i ufortyfikowane. Założenie willi Madama to wspaniała kompozycja integrująca pejzaż z architekturą ogrodową taką jak liczne groty,tarasy wraz z imponującymi schodami je łączącymi oraz inne obiekty jak hippodrom wraz ze stajniami czy widownia otwartego teatru na wzór starożytnego teatru greckiego. I co ciekawe, nie ma tu zupełnie symetrii tak charakterystycznej dla projektów quattrocenta czyli XV wieku. Niestety, "Sacco di Roma" w 1527 r., czyli złupienie i dewastacja Rzymu przez Francuzów i Niemców oraz upływ czasu spowodowały iż zachowało się jedynie kilka komnat z dziedzińcem, loggia oraz niewielka część ogrodów. Najciekawszą zachowaną częścią willi jest trzyosiowa loggia arkadowa, niżej, z prawej, ustawiona w centrum budowli, o doskonałych proporcjach i bogatych, fantazyjnych dekoracjach malarskich i stiukowych, w postaci tak modnej wówczas groteski, wykonana według projektów pozostawionych przez Rafaela (fragment u góry). Nazwa ta nawiązuje do dekoracji malarskich odnajdywanych w budowlach (odkopanych pod ziemią, czyli w grotach...) z okresu cesarstwa, w takich jak rzymski Złoty Dom Nerona czy termy czyli łażnie rzymskie. I w budowli tej Rafael zdołał właśnie odtworzyć elegancję tej rzymskiej dekoracji wnętrz. Willa wraz z ogrodem stała się wzorem dla tego typu budowli włoskich w okresie cinquecenta (XVIw.), których wiele zbudowano na terenie Włoch właśnie w XVI wieku.

Rafael projektował również pałace. Z prawej mamy wspaniały pałac Branconio dell'Aquila, o bardzo malarsko potraktowanej fasadzie. Znamy go tylko z rysunków, gdyż stał na miejscu obecnego placu Św.Piotra i w XVIIw. został rozebrany. Z lewej to niewielki pałac Pandolfini we Florencji . W projekcie tym architekt zerwał z tradycją trzykondygnacjowych, ciężkich elewacji pokrytych rustyką pałaców florenckich. W Palazzo Pandolfini dwukondygnacjowa elewacja wykonana jest w gładkim tynku a jedynie narożniki i portal (zupełnie z prawej) zaakcentowane są rustyką. Także wyraźny gzyms to cecha florenckich pałaców. Okna pałacu są ujęte półkolumnami - na parterze doryckimi oraz korynckimi na piętrze z oprawą w formie aediculi - czyli rzymskiej kapliczki, jakie możemy spotkać na Forum Romanum. W ten sposób nastąpiło stopienie się ideałów stylu florenckiego i rzymskiego w jedną, spójną całość, czyli w pełni objawił się talent Rafaela tworzący elegancką syntezę osiągnięć obu tych miast.