最能体现武大校园自然风景与人文底蕴完美结合的，莫过于它那镶嵌于校园群峰翠谷之中的宫殿式建筑群了。武汉大学自1930年开始在珞珈山建设新校舍，至今已70余年。多年来，不少仁人志士为了珞珈山校园的建设而呕心沥血，造就了全国最美丽的校园和最漂亮的校园建筑。武汉大学校园建筑充分利用自然地形特点，依山就势布置建筑群体，既强调建筑整体布局的轴线关系，又使每一群体建筑都具有不同的造型特点，使校园建筑与湖光山色交相辉映，形成优美的人文景观，成为培养人才的理想之处。
校园中心区以老图书馆、文、法、理、工四个学院大楼为代表的十余栋武汉大学早期白垩建筑群体，采用中国最雄伟的大屋顶和西方最典雅的拜占庭、哥特等形式和当时最先进的三角绞钢、玻璃天庭等技术，以中国传统的绿色琉璃屋面为基调，以大屋顶、重懿璃在平面布置中，把对称式的传统格局和适应功能的现代风格和谐地结合，形成一组具有中、西风格的建筑群体，堪称中国传统建筑的杰作。位于狮子山顶的老图书馆、法学院大楼（现为外语学院办公楼）、文学院大楼（现为数学学院办公楼）大楼和理学院大楼（现为学生教室和实验室），与位于狮子山南的老斋舍和位于火石山上的工学院大楼（现为学校行政大楼）等构成了校园传统建筑群的主体。这些宫殿式建筑全部用孔雀蓝琉璃瓦盖顶，富丽堂皇，光彩夺目，在建筑艺术上巧妙地与东湖湖光、珞珈山色巧妙地融为一体。飞檐碧瓦掩映在绿树丛中，使山体显得更加郁郁葱葱、错落有致。不论是从老图书馆南眺珞珈山，还是从工学院北望狮子山，映入眼帘的都是一副玉宇琼楼、青山碧水的美景。湖山秀水因建筑群的装饰更显神奇，建筑群因湖山秀水的衬托而愈为壮丽。
武大校园内最美观雄伟的传统建筑物，非老图书馆莫属。老图书馆建于1934年，是一座雄踞于狮子山顶的皇冠形仿故宫建筑，庑殿顶、八角垂檐、大跨度空间，外部装饰极具中国传统特色，为武汉大学标志性建筑，校园制高点。它体量大，跨度长，巍峨雄壮，北望东湖碧水，南与原工学院大楼遥相呼应，登顶鸟瞰，湖光山色尽收眼底。蔡元培、胡适、陈独秀、董必武、周恩来、郭沫若、朱德、罗荣桓等各界要人和外国元首来校必登此楼。老图书馆能藏书近200万册，这在解放前国内的大学里面是屈指可数的。现在武汉大学的20多万册线装古籍和484种善本全藏在这里。据史书记载，春秋时期的老子为“周守藏之史”，所以道家学派的创始人老子还是我国现已知道的最早的“图书馆长”或“档案馆长”。在老图书馆大门上方就镶有老子的全身金属的镂刻像。
老图书馆的左右两翼的建筑分别是原文学院大楼和原法学院大楼，分别建于1931年和1935年，它们的外形几乎完全一样，有如一对孪生兄弟，忠实地拱卫着老图书馆。不同的是，文学院的屋顶采用翘角，意为文采飞扬；法学院的屋顶则是平角，意为法力严肃。原法学院大楼西边是学生食堂，下层是真正的饭厅，上层曾为临时礼堂，内部装饰极富民俗特色。蔡元培、胡适、张伯苓、张君劢、周恩来、董必武、陈独秀、蒋介石、汪精卫、陈立夫、李宗仁、陶德曼、司徒雷登等中外要人曾在此演讲。
在狮子山向阳的南坡依山建有四栋学生宿舍，这便是武汉大学校园传统建筑群中最富特色的建筑——老斋舍。老斋舍建于1931年，是一座仿布达拉宫琉璃瓦建筑，依狮子山而立，巍峨雄伟，典雅庄重，布局巧妙，匠心独具。整个建筑利用狮子山南坡依山就势布置，建筑平面采用不同层次的依山组合，巧妙地顺应了自然地势的变化，同时借助山势构成气势磅礴的立面效果。在不同标高处，沿等高线建成不同层次的房屋，各排房屋底层地面在不同高度上，而屋面则在同一平面上，形成“天平地不平”的格局。老斋舍的最上层已达到山顶，在顶部建有三座宫殿式城楼，中间的城楼与老图书馆位于一条轴线上；四栋宿舍一字排开，加上三个圆形拱门配以门楼，远看如布达拉宫。老斋舍的编号也别有韵味，依次按《千字文》的“天地玄黄，宇宙洪荒、日月盈昃、辰宿列张”编号，即第一栋由下到上的编号为天字斋、地字斋、玄字斋、黄字斋，以此类推。
建于狮子山东头笔架山上的圆顶建筑是原理学院大楼，它建于1931年，是一座仿古罗马建筑，圆穹屋宇，风格独具，与原工学院南北相望，布局精巧，仪表非凡。它那直径近20米的穹窿圆顶给人一种神秘缥缈的感觉。其左右各有一个配楼，分别为原物理楼和化学楼，以孔雀琉璃瓦盖顶，主楼与配楼之间以画廊相连，浑然一体。原理学院大楼内还有国内最早的阶梯教室。
位于理学院对面火石山上的建筑是原工学院大楼，它建于1936年，融欧陆哥特式风格与中国古典建筑特色于一体，四隅相对，雍容华贵，典雅大方。工学院大楼呈四方形，顶部全部用玻璃盖顶，中央为一个集中采光的封闭天井，四周为走廊。大楼的四角都有配楼，配楼的屋顶仍是孔雀琉璃瓦。四个配楼紧围主楼，形成众星拱月之势，使主楼更显雄伟，是为武大传统建筑群“中央殿堂，四隅崇楼”的代表作。夹在狮子山、小龟山和火石山之间的是一片向西敞开的低洼地带，原工学院大楼隔着这片低洼地带与老图书馆南北呼应，相映成趣。
武大早期建筑群由美国著名建筑师开尔斯先生（F. H.
Kalse,1899－1979）设计，他根据珞珈山的地形地貌和现代高等教育的发展要求，将中国传统建筑文化与西方古典建筑文明有机融合，使校园总体规划具有鲜明的特色和科学性。整个设计贯穿了中国传统建筑“轴线对称、主从有序、中央殿堂、四隅崇楼”的思想，力图“用中国的传统建筑形式，弘扬西方的科学精神”。珞珈山校园规划功能区分合理，以狮子山上的图书馆为整个校园的规划中心和制高点，校园建筑依照各自的功能，采用散点、放射状的布局，又遵循中国传统建筑的美学原则，因山就势，建筑组群变化有序，整个校园在自由的格局中又有严整的片断，构成了丰富多样的群体，充分体现了中国传统建筑的灵魂——“群”。校园中心区内由2条南北轴线和2条东西轴线相交汇，形成了图书馆、理学院、工学院3个建筑群。这些建筑群相互构成对位对景，面面相观，最大限度地扩大了环境空间层次。因此，欣赏珞珈山校园建筑，不是在“可望”，而是在“可游”，步移景异，韵味无穷。
在20世纪初叶，钢架结构、混凝土框架结构、玻璃中庭、空间共享、三铰拱等新材料、新技术当时在西方建筑界都还处在探索阶段之中，就已成功地运用在武大早期建筑的设计施工上，不仅使珞珈校园的建筑体量保持了中国建筑的传统特色，比传统建筑更加新颖、宏大、坚固，并且深刻影响到中国后来的建筑，在中国建筑发展史上具有里程碑的意义。
珞珈校园的建筑从整体构型风格到装饰部件，建筑装饰与丰富的文化内涵、审美情趣相结合，充分体现了建筑艺术抽象性、象征性的特征。宫殿式斜面墙体、刚劲挺拔的双立柱、多姿多采的琉璃瓦飞檐等，无不显示出武大作为高等学府庄严肃穆而又开放进步的现代教育意识。在建筑装饰上，根据建筑物不同的使用功能，乃至不同的学院分类，采用了不同的装饰内容、形式和手法。
武汉大学早期建筑群是20世纪上半叶中国大学中惟一进行一次性完整规划设计并且一气呵成的校园建筑，其设计思想之先进，建筑风格之新颖，开中国大学校园建筑之先河。整个建筑群虽“以宏伟坚固适用为原则，不求华美”，但在事实上，它们不仅完全做到了“宏伟坚固适用”，同时也还是达到了无比“华美”的境界：几十年过去了，这些建筑早已成为武大的形象标志，不仅大部分保存完好，至今仍在使用，而且其价值也日益彰显。2001年6月25日，国务院正式公布了第五批全国重点文物保护单位，武汉大学早期建筑名列其中，与清华大学早期建筑、北京大学未名湖燕园建筑和东北大学旧址同时入围。历史名校建筑被列为国家级重点文物保护单位，这在中华人民共和国历史上还是第一次。这些高校都是中国近代史上成立最早的高等院校，这些建筑大多数建于20世纪初，具有较高的历史价值、艺术价值和科学价值，堪称中国近代大学建筑的佳作和典范。武汉大学早期建筑包括国立武汉大学牌楼、工学院、周恩来故居等15处26栋建筑，1930年至1936年建成，总面积达54054.52平方米，其规模在入选的三所高校的建筑群中居于首位（因东北大学早已从其旧址迁出，故不属此次入选高校之列）。建筑群注重与自然环境、人文环境的有机融合，运用对景、借景、造景等手法，体现了中国建筑与自然和谐的特点。专家认为，它们是现代化和民族化的完美结合，在全国高等学校校舍建筑史上，是不可多得的精品，具有极高的文物价值；它们不仅是中国近代教育的历史见证，也是中国建筑走向现代和中西文化思想在建筑、美学等领域相互借鉴和交流的重要标志，在中国建筑史上占据了重要地位。环境设计大师、清华大学美术学院张德山教授认为，武大的古建筑群属于中国最成功的建筑作品。建筑大师张锦秋院士参观武大校园后说，武汉大学的建筑具有中国传统风范，但又不是复古，而是和现代完美的结合，堪称中西合璧的典范
除了这些优秀的历史建筑，武大还拥有新图书馆、人文科学馆以及生命科学大楼等富于时代气息和风貌的优秀现代建筑。随着教育事业的发展和学校规模的扩大，武大的教学区逐步从中心区向西面和东面发展。西面是校大门和理科区建筑群体，建于八十年代前期，有化学楼、新图书馆、新物理楼、分析测试中心及教学楼的阶梯教室。理科区的建筑特点是强调使用功能，造型简洁、明快，既要与中心区建筑的传统风格相协调，又要有所创新。如1985年建成的新图书馆，是一幢具有仿古的民族风格与现代建筑艺术相结合的新型建筑物。银灰色的水刷石墙体，墨绿色的琉璃瓦屋顶，在绿树从中显得高雅、宁静。它不仅功能齐全，平面布局紧凑、流畅，而且在建筑造型上庄重、典雅，并在屋面构造上以简代繁，和老图书馆的大屋顶基本协调。珞珈山麓巍峨挺拔的新图书馆与狮子山顶雄伟壮观的老图书馆遥相呼应，与紧邻的教四楼、新物理楼、测试中心楼形成新的建筑群，风格协调，浑然一体，使庄重、古朴的校园更增添了时代的气息，显得更加美丽、幽静，令人神往。而2002年落成的武汉大学生命科学大楼，是目前国内高校规模最大、条件最好的生命科学大楼。这座四合院式大楼由绿色琉璃瓦盖顶，四周正面规整统一、严谨神圣，以其中西合璧的风格，与武大传统校舍建筑群一脉相承，融为一体，不失武大校园特色。
东区是武汉大学文科发展的新辟区，以人文科学馆为主体的文科建筑群，将和枫园学生宿舍组成活泼、新颖的现代建筑群体。1990年11月20日竣工的人文科学馆，由香港著名实业家和爱国人士邵逸夫爵士捐款和原国家教委拨款共建，设计新颖，建造精良，是一座现代化的多功能综合性人文科学大楼。该馆外形呈“山”字形，屋顶为绿色琉璃瓦，内部功能布局合理，立面造型庄重、朴实，轮廓、层次丰富，线条简洁明快；尤其是利用了自西向东倾斜的自然坡地的地形特点，使建筑物立面由西向东多层次的高低错落，形成了不同层次的屋顶花园；大楼中部设有空廊，可由大楼正面通览远景，将湖面自然风光引进建筑协调呼应，东可俯瞰碧波荡漾的东湖，远眺苍翠的磨山，使人陶醉在风景如画的美感之中，同时西临学校中心区，以气势磅礴、富丽宏伟之形体，与老图书馆和行政大楼珠联璧合，形成三足鼎立之势，使校园中心区更加完整，也给校园增添了生机和活力。人文科学馆是当年的武汉十大名建筑之一，邵逸夫先生的代表、香港中文大学前校长、香港中文大学逸夫书院校董会主席马临博士曾赞誉该馆“设计宏伟，外形美观，地点居中，不论在樱花林看正面或于东湖看背面，皆有美轮美奂之感”。1991年4月10日，由原国家教委组织的邵逸夫先生第二批赠款建设项目评选活动结果在天津大学揭晓，武汉大学人文科学馆荣获一等奖，专家评议组成员之一、清华大学宋泽芬教授称赞其为“全国最美大学校园里的最美的一栋建筑”。
从2002年11月起，武汉大学斥资数十亿元，开始在校内的文科区和杨家湾小区进行大规模的基础设施建设，揭开了自身历史上在珞珈山麓进行的第二次大规模校舍建设的序幕。文科区建筑群由法学大楼、商学大楼和外语大楼组成，地处学校东区人文社会学部，东临风光优美的东湖，南靠绿树成荫的珞珈山，与武大早期建筑群相毗邻；其建筑风格既要延续武大早期建筑的历史文脉，又要具有时代特色，还要与东湖景观协调一致，具有相当的设计难度。而最终入围的设计方案，既注重了建筑群的有序性和内聚性，也注重了建筑与自然和环境的和谐统一，采用了“化整为零、高低错落、虚实结合”的设计手法，并融入了中国园林建筑庭院式布局的风格，在建筑体量、层高及造型、色彩上充分考虑与自然山体、水景相融合，又与武大早期建筑相协调。三栋教学楼既各有学科特色又整体协调一致，在建筑风格上体现了教育建筑典雅现代的风格和宁静悠远的学术氛围。到2004年8月，在人文馆以东、毗邻东湖兴建的文科楼群将在珞珈山麓展现风姿，为中国最美丽的大学校园再添神韵，成为代表珞珈山历史建筑群延伸和发展的标志性建筑，同时也将成为武汉市的标志性建筑群。
杨家湾位于校门西侧的学校正门内两侧，在工学部、信息学部和文理学部的交汇处，其区位特点是与学校中心区的早期建筑及东湖风景区相对分离，与城市交通干道及商业区相连，因此，这一区域里的新建筑，在建筑风格上不必刻意追随中心区早期建筑的历史文脉，也不刻意追求东湖风景区的景观效果，而更注重在与校园环境协调一致的同时，体现时代气息和现代风采，与城市的现代化建设韵律合拍。预计到2007年，理科和新兴学科楼群（主要包括计算机科学大楼、电子信息大楼、信息管理大楼、材料科学大楼等）、化学大楼（扩建）、多功能体育馆、学生活动中心、博物馆、会展中心、行政大楼等现代化建筑群将相继在杨家湾地区拔地而起，建成一个能够充分满足理科、交叉学科和新兴学科发展以及学生活动和行政办公需要的综合性校舍小区，并形成武大在新世纪里最富有时代特色和现代化气息的标志性建筑群。此外，图书馆新馆、水资源与水安全实验大楼、3S大楼、医学大楼、国际交流中心楼群等建筑群也将相继兴建。届时，武大的校园面貌将大为改观，办学条件大幅度改善，跨越式发展所需的基础设施进一步完善。2002至2007年武大在珞珈山周围进行的第二次大规模校舍建设，必将与1930至1937年的第一次大规模校舍建设一道，永载武汉大学的发展史册。
新武汉大学合并组建后，所确定的总体规划的思路是：立足于人文科学、社会科学、理学、工学、信息科学和医学六大学部的合理分区和协调发展，从在校学生4.5万人的办学规模出发，充分发掘学校现有土地资源，充分利用校园原有格局的合理性，适当调整和拆旧建新，适当征地拓展办学。在2010年以前，投资25个亿，使学科建设、人才培养、科学研究的条件和校园面貌有显著的改善，把武汉大学建成功能分区布局合理、山水绿化校舍和谐、学术研究氛围浓厚、新的标志性建筑与早期标志性建筑交相辉映的山水园林学校
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