Еще одним существенным отличием русского храма от византийского были боковые приделы, которые устраивались справа и слева от главного алтаря. В византийских трехнефных храмах, как мы помним, алтарь располагался в середине центрального нефа, а боковые нефы занимали жертвенник и ризница. В русских храмах жертвенник постепенно переместился в центральный алтарь, тогда как боковые нефы стали использоваться для устройства дополнительных приделов со своими престолами и жертвенниками. Весьма распространены были храмы с тремя приделами — одним центральным и двумя боковыми. Однако приделов могло быть и больше. В московском храме Покрова на Рву, известном под именем «храма Василия Блаженного», девять приделов. Рекордное количество приделов — 29 — имеется в Воскресенском соборе Ново-Иерусалимского монастыря.
В XVI веке получает широкое распространение шатровая архитектура. Шатровый храм представляет собой строение, в котором главную смысловую нагрузку несет высокая башня, сужающаяся кверху. Каменный шатровый храм складывается в XVI веке как самостоятельный и вполне оригинальный архитектурный тип, не имеющий прямых аналогов ни в византийской, ни в какой-либо иной традиции церковной архитектуры (появился он, однако, при непосредственном участии итальянских мастеров).
Первым известным шатровым храмом является церковь Вознесения Христова в Коломенском (1532–1533). В этом храме шатер установлен на высоком восьмиграннике, продолжающем четверик, и не увенчан куполом. Восьмигранник, очевидно, трактуется как барабан купола, а шатер исполняет роль купола. В большинстве других известных шатровых храмов небольшой купол располагается на вершине шатра. В многокупольных шатровых храмах (в частности, в храме Василия Блаженного) купол, расположенный на вершине шатра, был значительно меньших размеров, чем прочие купола. Другим выдающимся памятником шатрового зодчества стал храм Василия Блаженного на Красной площади в Москве (1555–1561).
Важным элементом древнерусского церковного зодчества были колокольни и звонницы. Колокольня представляет собой сооружение башенного типа, нередко увенчанное куполом: она могла пристраиваться к храму или стоять отдельно от него.
В начале XVIII века император Петр I прорубил «окно в Европу», и через это окно на Русь широким потоком хлынули иноземные вкусы и стандарты. Петровская реформа затронула все стороны церковной жизни, в том числе храмоздательство. На смену традиционным крестово-купольным храмам пришли архитектурные сооружения, не имеющие никакой генетической связи с предшествующим развитием храмового зодчества в Византии и на Руси. Наиболее значительные храмы этой эпохи воспроизводят западные образцы эпохи барокко. Внутреннее убранство храмов тоже ориентируется на чуждые православной традиции барóчные модели. Строительством храмов с этого времени руководят либо итальянцы, либо русские архитекторы, учившиеся на Западе. И если в XVI веке итальянские архитекторы, приглашавшиеся для строительства кремлевских соборов в Москве, ориентировались на традиционно русские образцы, то теперь наоборот — русские архитекторы стали воспроизводить западные образцы.
В конце XVII века в храмовой архитектуре получает распространение стиль, называемый «нарышкинским барокко» (по имени боярина Л. К. Нарышкина, дяди Петра I). Для этого стиля характерно усложнение архитектурной конструкции, симметричность композиции, использование полукруглых форм в планировке приделов, обилие декора, отказ от целого ряда традиционно русских архитектурных элементов в угоду западным барочным стандартам. В этом стиле выстроен московский храм Покрова Пресвятой Богородицы в Филях (1690–1694).
При Екатерине II на смену барокко пришел классицизм — общеевропейский архитектурный стиль XVIII века. Для этого стиля характерна строгость и логичность форм, тяготеющих к квадрату, кругу или кресту, использование античных элементов декора, в частности, колонн с капителями. Образцом раннего классицизма является Троицкий собор Александро-Невской лавры (1776–1790), построенный по проекту И. Е. Старова. По планировке этот собор близок к Собору святого Петра в Риме.
Общей особенностью храмов послепетровской эпохи, выстроенных в стиле барокко или классицизма, зачастую является отсутствие соотнесенности между формой здания и его литургическим назначением. Нередко в громоздком храме оказывался непропорционально маленький алтарь, что создавало неудобства при совершении богослужения. В некоторых храмах внушительных размеров алтарь был настолько удален от основной части храма, что для верующих становилось затруднительно видеть и слышать богослужение. Отказ от арочных конструкций и других традиционных для византийского и русского зодчества архитектурных элементов, способствующих усилению звука, отрицательно сказался на храмовой акустике.