В то время как эти грандиозные сооружения были в центре внимания, развивалась новая, более значимая технология: стальной каркас высотного здания. Это началось в Чикаго, городе, чей центральный деловой район быстро рос. В начале 1880-х годов под давлением стоимости земли владельцы стали требовать более высоких зданий. Архитектор-инженер Уильям Ле Барон Дженни ответил на этот вызов 10-этажным зданием Home Insurance Company Building (1885), которое имело почти полностью металлическую конструкцию. Каркас состоял из чугунных колонн, поддерживающих кованые балки, а также двух этажей балок из прокатной стали, которые были заменены во время строительства; это было первое масштабное использование стали в здании. Металлический каркас был полностью закрыт кирпичной или глиняной облицовкой для защиты от пожара, поскольку железо и сталь теряют прочность при нагревании выше 400 °C (750 °F). В здании Дженни на Манхэттене (1891) впервые была применена вертикальная ферма для защиты от ветра; жесткая рама или портальная ветровая защита была впервые использована в соседнем здании Old Colony Building (1893) архитекторов Уильяма Холаберда и Мартина Роуча. Полностью стальной каркас появился в здании Людингтон (1891) и в ярмарочном магазине (1892).
Фундаменты этих высотных зданий представляли собой серьезную проблему, учитывая мягкую глинистую почву в центре Чикаго. Традиционное распределенное основание, восходящее к египтянам, оказалось неспособным противостоять оседанию из-за большой нагрузки от множества этажей, и деревянные сваи (римское изобретение) были забиты до самого основания. Для 13-этажного здания Фондовой биржи (1892) инженер Данкмар Адлер использовал кессонный фундамент, применяемый при строительстве мостов. Цилиндрическая шахта, укрепленная дощатой обшивкой, была вручную вырыта в грунте и заполнена бетоном, чтобы создать прочный пирс для восприятия тяжелых нагрузок стальных колонн.
К 1895 году была разработана зрелая технология строительства высотных зданий: каркас из прокатных стальных двутавровых балок с болтовыми или заклепочными соединениями, диагональные или портальные ветровые крепления, огнезащита из глиняной черепицы и кессонный фундамент. Лифт с электрическим приводом обеспечивал вертикальную транспортировку, но другие экологические технологии были еще довольно простыми. Внутреннее освещение по-прежнему в основном обеспечивалось дневным светом, хотя и дополнялось электрическим. В зданиях было паровое отопление, но не было охлаждения, а вентиляция зависела от работающих окон; поэтому для обеспечения достаточного доступа света и воздуха зданиям требовались узкие этажи. Не меньшее значение для высотного строительства имело внедрение на стройплощадке двигателя внутреннего сгорания (изобретенного Николаусом Отто в 1876 году), который заменил лошадь и мускульную силу человека при выполнении самых тяжелых работ по подъему грузов. В течение следующих 35 лет были построены более высокие здания со стальным каркасом; в Чикаго масонский храм (1892) Дэниела Бернхэма и Джона Рота достиг 22 этажей (91 метр или 302 фута), но затем лидерство перешло к Нью-Йорку с 26-этажным зданием Manhattan Life Building (1894). Здание Singer Building (1907) архитектора Эрнеста Флэгга выросло до 47 этажей (184 метра или 612 футов), Woolworth Building Касса Гилберта (1913) достигло высоты 238 метров (792 фута) при 55 этажах, а 102-этажное здание Empire State Building компании Shreve, Lamb & Harmon (1931) достигло 381 метра (1 250 футов). Гонка за высокими зданиями оборвалась
