В первой половине XX века в области гражданского строительства произошли значительные изменения, хотя ярких инноваций было немного. Усовершенствованные технологии крупномасштабного строительства привели к появлению множества впечатляющих небоскребов, мостов и плотин по всему миру, но особенно в Соединенных Штатах. Город Нью-Йорк приобрел свой характерный горизонт, построенный на основе использования стальных каркасов и железобетона. Традиционные методы строительства из кирпича и каменной кладки достигли пределов осуществимости в 1800-х годах в офисных зданиях высотой до 16 этажей, и будущее было за каркасной или клетчатой конструкцией, впервые примененной в 1880-х годах в Чикаго. Жизненно важными составляющими новых высоких зданий или небоскребов, которые последовали за этим, были изобилие дешевой стали для колонн, балок и ферм и эффективные пассажирские лифты. Доступность этих разработок и спрос на все большее количество офисных помещений в процветающих городах Чикаго и Нью-Йорке вызвали бум строительства небоскребов, продолжавшийся до 1931 года, когда Эмпайр-стейт-билдинг общей высотой 1 250 футов (381 м) и 102 этажа достиг предела, не превышенного в течение 40 лет, и продемонстрировал прочность своей конструкции, выдержав удар бомбардировщика B-25 в июле 1945 года и получив лишь незначительные повреждения здания. Великая депрессия приостановила строительство небоскребов с 1932 года до окончания Второй мировой войны.
Бетон, и особенно железобетон (то есть бетон, обтянутый стальным каркасом или сеткой), сыграл важную роль в строительстве поздних небоскребов. Этот материал также привел к появлению более фантазийных структурных форм в зданиях и развитию технологий сборного строительства. Использование крупных бетонных конструкций в мостах и других сооружениях стало возможным благодаря технике предварительного напряжения: заливая бетон вокруг натянутых стальных проволок, давая ему застыть, а затем ослабляя натяжение проволок, можно вызвать в бетоне сжимающие напряжения, которые компенсируют растягивающие напряжения, возникающие при внешней нагрузке, и таким образом сделать конструкции более прочными и легкими. Этот метод был особенно применим в мостостроении. Однако строительство большепролетных мостов потерпело неудачу после драматического обрушения подвесного моста Такома-Нарроуз (штат Вашингтон) в США в 1940 году, через четыре месяца после завершения строительства. Это привело к переоценке влияния ветра на нагрузку больших подвесных мостов и к значительным улучшениям в последующих конструкциях. Использование массивного бетона позволило создать впечатляющие высокие арочные плотины, в которых вес воды частично передается на опоры благодаря изгибу бетонной стены; такие плотины не должны зависеть от огромного количества непроницаемого материала, как обычные гравитационные или насыпные плотины.
