Allianoi hamamları, antik Roma'nın mimari zenginliğini ve mühendislik dehasını yansıtan önemli yapılar arasında yer almaktadır. Bu hamamlar, geniş bir alana yayılmış olup, özenle tasarlanmış mekanlarıyla dikkat çekmektedir. Üst yapılarındaki farklı örtü sistemleri ve kullanılan malzemeler, bu tarihi yapıların hem işlevsel hem de estetik açıdan ne denli titiz bir anlayışla inşa edildiğini göstermektedir.

Allianoi hamamlarının mimari özellikleri şunlardır:

• Planlama ve Yapı: Ilıca yapısı, yaklaşık 40.000 m²’lik bir alana yayılmıştır. Kuzeyde üç katlı olan yapı, güneye doğru eğimlidir. Mekânların üst örtüleri beşik ya da çapraz tonozla örtülüdür.
• Malzeme: Doğu, batı ve kuzey duvarları opus vittatum tekniğinde yapılmış, malzeme olarak andezit, bağlayıcı olarak ise kireç harcı kullanılmıştır. Güneyde ise çay taşları ve kireç harcı ile oluşturulmuş temel duvarı görülmektedir.
• Dekorasyon: Duvarlar, belirli bir seviyeye kadar mermer kaplama, bunun üzeri ise fresk ve stüko ile bezenmiştir. Mekânda sütunlar, nişler ve logarlar bulunmaktadır.
• Su Temini: Soğuk su ihtiyacı kuzeydeki Çam Tepesi’nden pişmiş toprak künkler aracılığıyla, sıcak su ise binanın altından sağlanmaktadır.

Allianoi, mimari ve mühendislik açısından Roma döneminin önemli örneklerinden biri olarak kabul edilir.