語言
拉丁語是羅馬帝國的官方語言，亦是意大利地區的當地語言。拉丁語在帝國時期至少分爲兩類：即古典拉丁語和通俗拉丁語。古典拉丁語作爲書面語言，而通俗拉丁語一般作爲口語。古典拉丁語非常穩定，從帝國時期一直到中世紀都沒有發生改變。通俗拉丁語在帝國的各部分都有方言，改變非常多，逐漸演變成羅曼語族諸語。
儘管拉丁語是帝國的官方語言，但希臘語是帝國最主要的語言之一，尤其是在帝國東部的省份。甚至在羅馬城，希臘語也成爲了教育用語和上流社會的語言。希臘語是宗教(基督教)、科學和藝術領域中常用的語言。
4世紀時，希臘語在帝國的西部逐漸失勢，拉丁語佔了上風。5世紀早期，標準拉丁語譯本的聖經的出版反映了這一情況。西羅馬帝國也逐漸開始排斥會說希臘語的人。這造成了後來帝國東西兩部分在文化上的分裂。希臘語則從610年以後作爲東羅馬帝國的官方語言。
其他如亞拉姆語、科普特語、亞美尼亞語等也在帝國境內通行。
自然科學
老普林尼(23年—79年)，著有《自然史》37卷，內容包括當時科學的各個方面，涉及天文、地理、生物、醫學、農業、礦物等等。《自然史》以老普林尼在多年讀書和見聞的筆記爲基礎寫成，全書並無分類，較爲雜亂，《自然史》的最大成就在於記敘了各種事物2萬多項，摘錄各種文獻2千多種，使得當時許多珍貴的科學紀錄流傳下來。是古代極其少見的百科全書式著作。
農業
西班牙人科路美拉，著有《農業論》12卷，講述農牧技術和管理以及社會經濟，這本著作對中世紀的莊園有很大影響。
醫學
提比略時期的名醫塞爾蘇斯(前30年—45年)，著有《醫學大全》8卷，其中7—8卷記載了許多手術，且敘述詳細。馬可·奧勒留時期的名醫蓋倫(129年—199年)，任御醫多年，著述頗多。蓋倫使用猴類解剖以推測人類的身體結構，開創解剖學的先河。蓋倫還提出“三靈氣”說，即“活力靈氣”、“自然靈氣”、“靈魂靈氣”，以解釋人體的生理機制。蓋倫的藥物學著述介紹了各種藥材，大約有820餘種，包括動物、植物和礦物。蓋倫的學說被中世紀的西方奉爲經典，併成爲了阿維森納的主要參考資料，直到17世紀哈維提出血液循環理論。
天文學
埃及天文學家托勒密(85年—168年)，著有《天文集》13卷。該書集古代希臘羅馬天文學之大成。書中使用幾何系統來描述天體運動，並有包括1022顆恆星的星圖，在古代是極其完備的。另外書中還論及曆法的推算，日月食的推算以及天文儀器的製作與使用等等。但由於托勒密信奉“地心說”，爲了使這種理論成立，他設計了一種極其複雜的天體幾何系統，以解決一些地心說的推算與實際不符的問題，使推算結果與實際觀測大致相近。在哥白尼提出“日心說”之前，托勒密的學說在歐洲佔統治地位。
地理學
斯特拉波(前64年—23年)，著有《地理學》17卷。其中對當時羅馬人的“已知世界”描寫詳盡，內容包括歐洲各地以及西亞和北非，涉及各地的自然地理與人文地理，在書中還探討了環境對各地經濟生活的影響以及對城市的研究。在地理大發現以前，該書是西方最爲詳盡的地理著作。
史學
屋大維時期的史學家李維(前59年—17年)，著有《羅馬建城以來史》(又稱《羅馬史》)142卷，現存36卷，敘述傳說中的羅慕路斯始建羅馬城至9年的歷史。這部史書是西方史學的第一部通史。
塔西陀(55年—120年)，著有《歷史》12卷，主要敘述弗拉維王朝統治時期的歷史。塔西陀在政治上傾向於共和派，極度反對皇帝與專制統治。此外，還有《阿古利可拉傳》、《日耳曼尼亞志》、《演說家對話錄》和《編年史》等著作傳世，均兼具極高的史學與文學價值。
蘇維託尼烏斯(約69年-122年後)，其生平資料主要來源於小普林尼的《書信集》，著有《羅馬十二帝王傳》，以傳記形式敘寫羅馬帝國初期十二位君主，注重刻畫奇聞異事，但史學嚴肅性不足。
阿庇安(約95年—約165年)，著有《羅馬史》，共24卷，現有11卷完整。上始於羅馬王政時代，下止於2世紀初圖拉真皇帝時期，涵蓋近900年的歷史。
尼科米底亞的阿里安，著有《亞歷山大遠征記》，是現存最爲詳盡的亞歷山大大帝傳記作品。另外，有不少軍事與哲學著作保留下來，大多篇幅較短。
阿米亞努斯·瑪爾塞利努斯(330年—395年)，安條克人，著有《晚期羅馬帝國史》，敘述96年安敦尼王朝之始至378年皇帝瓦倫斯敗亡的歷史。該書現存後18卷，即第14—31卷，記載的是354年至378年的歷史。
法學
二世紀的法學家蓋約，著有《法學階梯》。
三世紀，法學家編成了《格列哥里安法典》和《赫爾莫格尼安法典》，保存了大量皇帝的敕令和法令。羅馬法對現代社會的法律制定有深遠影響，大陸法系國家的法律，如債法、物權法等，皆帶有羅馬法的影子。
建築
圓形競技場(又稱羅馬大競技場、羅馬鬥獸場)，建於弗拉維王朝(69年—96年)時期，有3層拱門，可容納數萬人，是舉行角鬥表演的地方，修有複雜的地下設施供角鬥表演使用，甚至可以灌水來進行海戰表演。
凱旋門也發源於羅馬，是爲皇帝凱旋而建。羅馬古城中現存有三座凱旋門，一座爲提圖斯於71年所建，一座爲塞維魯於203年所建，一座爲君士坦丁大帝於315年所建，上有精美浮雕。
文學
參考：古羅馬文學
屋大維時期的詩人維吉爾(前70年-前19年)，早期著有作品《牧歌》10篇，主要是歌詠田園生活。前29年，維吉爾發表《田園詩》4卷(又譯《農事詩》)，主要談論農事生產，也歌詠田園風光。第一卷論種莊稼，第二卷論種果樹，第三卷論養牲畜，第四卷論養蜜蜂。晚年，著有史詩《埃涅阿斯紀》(又譯《伊尼阿特》)12卷，敘寫羅馬神話中的英雄埃涅阿斯逃出特洛伊，來到意大利並稱王的故事。
詩人賀拉斯，著有《讚歌》，爲屋大維歌功頌德。
奧維德(前43年-14年)，以情詩聞名，成名之作爲《戀歌》3卷49首，是一部情詩集。又著有《淑女書簡》21篇，系奧維德取材神話故事，以愛情故事中女主角的口吻所寫的情書。奧維德所著的《愛經》，由於違反了屋大維“澄清風俗”的政策，被判處流放黑海地區。奧維德的代表作爲長詩《變形記》，大約作於流放時期，改寫了許多神話傳說，情節多變，想像奇特，長於心理描寫。
哲學
新斯多葛派哲學在帝國時期盛行，主要哲學家有塞涅卡和皇帝馬可·奧勒留，宣揚宿命論和禁慾主義。
塞涅卡(前4年—65年)，皇帝尼祿的老師，認爲哲學的目的在於將人引向德性，主張抑制慾望追求道德。然而塞涅卡本人卻言行不一，大肆斂財。皇帝馬可·奧勒留著有《沉思錄》，主張忍耐克制。
三世紀危機後，新柏拉圖主義集中了當時的神祕主義，代表人物有普羅提諾和普羅克洛。稱神爲世界本源，是絕對無限的存在，且不可認識;而人的肉體是罪惡的本源，人必須要擺脫肉體，方能與神交往，獲得真理。這便是“人神合一”的學說。
基督教方
面出現了被稱爲“教父神學”的神學，代表人物是聖奧古斯丁。聖奧古斯丁著有《論上帝之城》、《懺悔錄》等，將新柏拉圖主義融入基督教教義中。教父哲學以哲學論證很多現今的基本教義，主要的有神論、三位一體論、創世論、原罪論、救贖論和天國論等等。
