建于19世纪和20世纪的穹顶受益于更高效的钢铁生产技术以及结构分析的进步。

19世纪金属框架的圆顶经常模仿早期的各种风格的石工圆顶设计，尤其是在教堂建筑中，但也用于在购物商场和温室中创建玻璃圆顶，在机车棚和展览厅的圆顶以及较大的圆顶比世界上其他任何人都要高。 各种圆顶建筑，如议会和国会大厦，煤气表，天文台，图书馆和教堂等，都采用了钢筋混凝土肋骨，轻质纸张和三角框架。

在20世纪，天文馆圆顶激发了Walther Bauersfeld发明的钢筋混凝土薄壳和测地圆顶的发明。 使用钢铁，计算机和有限元分析可以实现更大的跨度。 半球形体育场馆也采用张力膜结构，该体育场还采用刚性可伸缩的圆顶屋顶进行创新。

十九世纪

铁
在工业革命期间，新的生产技术允许生产大量且价格相对较低的铸铁和锻铁。 铁被用来代替耐火性为优先的木材。 在俄罗斯，铁的供应量很大，因此可以找到该材料建筑用途的最早例子。 安德烈沃罗尼金在圣彼得堡的喀山大教堂上建造了一座大型铁艺圆顶。 建于1806年至1811年间，大教堂17.7米宽的外穹顶是最早的铁穹顶之一。

虽然法国的铁产量落后于英国，但政府急于促进国内铁工业的发展。 1808年，拿破仑政府批准了一个计划，用铁和玻璃圆顶取代巴黎Halle auBlé粮仓的烧毁的木制圆顶，这是“玻璃在圆顶中最早的金属例子”。 圆顶的直径为37米，使用51个铸铁肋骨在11米宽的锻铁压缩环上汇合，包含玻璃和锻铁天窗。 圆顶的外表面被铜覆盖，并在圆顶的基部附近切割附加的窗口以在1838修改期间承受更多的光。 铸铁圆顶在法国特别受欢迎。

来自英国的一个早期例子是布莱顿皇家宫殿中央建筑上的一个奇特的铁架穹顶，1815年由乔治四世国王的个人建筑师约翰纳什开始。

1828年，美因茨大教堂的东部交叉塔由乔治穆勒用锻铁圆顶重建。 圆顶由扁铁部分制成，并通过穿过圆顶内部的领带加固。 这种圆顶加强件是两种既定技术之一，另一种是使用水平环和垂直加强筋的组合。 它后来被删除，赞成目前的结构。

圣彼得堡的圣以撒大教堂建于1842年，是欧洲最大的圆顶之一。 一个近26米宽的铸铁穹顶，采用了技术先进的三层钢结构设计，铁桁架让人想起伦敦的圣保罗大教堂。 也让人想起圣保罗的圆顶和巴黎的万神殿，这两位都是原设计师访问过的，1843年至1949年间，波茨坦圣尼古拉教堂的圆顶被添加到了这座建筑物中。 在1830年后期的新古典主义原始设计中，圆顶被列为可能性，但是作为木质结构。 铁被后来的建筑师用来代替。

样式的争斗
此时受欢迎的新古典主义风格在十九世纪中期被建筑中的哥特式复兴所挑战，被称为“风格之战”。 从1840年左右到20世纪初，古典主义中的各种风格，如文艺复兴时期，巴洛克风格和洛可可复兴风格，也在争夺人气。 这个时期的最后三十年包括这些风格的不寻常组合。

大英博物馆图书馆在1854年至1857年的博物馆建筑的庭院中建造了一个新的阅览室。圆形的房间直径约42.6米，受万神殿的启发，顶部有一个圆顶，圆顶上有一圈窗户，顶部有一个眼睛。 隐藏的铁框架支撑着由纸制成的吊顶。 1860年至1867年期间，巴黎国家图书馆的阅览室上铸造了一座铸铁穹顶。 受到着名的大英博物馆阅览室的启发，加拿大第一座铁穹顶建于十九世纪七十年代初期，位于渥太华国会图书馆大楼的阅览室内。 不像大英博物馆的房间，图书馆于1876年开放，采用哥特式风格。 国会图书馆托马斯杰佛逊大楼的圆顶，也受到大英博物馆阅览室圆顶的启发，建于1889年至1897年之间，风格古典。 它宽100英尺，在八个码头上升高195英尺。 圆顶的外部轮廓相对较低，以避免使附近的美国国会大厦圆顶黯淡。

目前美国国会大厦上方的圆顶，虽然被涂成白色并镶砌砌筑建筑，但也是由铸铁制成的。 圆顶建于1855至1866年之间，从1824年开始用铜屋顶取代下部的木制圆顶。它的直径为30米。 它在旧圣路易斯县法院落成两年后完成，该法院拥有在美国建造的第一座铸铁圆顶。 国会大厦圆顶的最初设计受到一些欧洲教堂圆顶的影响，特别是伦敦的圣保罗大教堂，罗马的圣彼得大教堂，巴黎的万神殿，巴黎的荣军院以及圣彼得堡的圣以撒大教堂。 建筑师Thomas U. Walter设计了一个基于巴黎万神殿的双层圆顶内部空间。 美国国会大厦和县法院的圆顶建筑在美国内战和第一次世界大战之间盛行。许多美国州议会大厦圆顶建于19世纪末或20世纪初，以美国文艺复兴时期的风格和封面圆形大厅作为纪念空间向公众开放。 例子包括印第安纳州议会大厦，得克萨斯州议会大厦和威斯康星州议会大厦。

位于意大利诺瓦拉的San Gaudenzio大教堂（始于1577年）建于1844年至1880年之间。建筑师在修建过程中对建筑物进行了修改，最初将成为鼓，半球形圆顶和42.22米高的灯笼一个有两个叠加鼓的结构，一个圆顶穹顶和一个三十一米高的尖顶，高达117.5米。 在意大利都灵建立了安托内利尖塔的建筑师亚历山德罗·安托内利将新古典主义风格与哥特风格的垂直重点相结合。

建于1883年至1893年之间的德国国会大厦（Reichstag Palace）是新德意志帝国议会的所在地，包括一个由铁和玻璃制成的圆顶，作为文艺复兴时期和巴洛克风格元素的不寻常混合物的一部分。 有争议的是，这座74米高的圆顶高出城市故宫圆顶七米，引来了威廉二世的批评。

匈牙利议会大楼建于哥特式风格，尽管1882年的大多数设计比赛作品都采用了新文艺复兴时期的风格，其中包括一个圆顶中央大厅。 维也纳的玛丽亚·沃姆·围城教堂的圆顶影响了顶部带尖顶的大型罗纹蛋形圆顶。 它有一个十六面的外壳，上面高达96米的铁骨架和一个支撑在十六个石柱上的内壳星形拱顶。 圆顶大厅用于展示匈牙利的加冕冠以及君主和政治家的雕像。 1895年底圆顶在结构上完成。

其他发展
19世纪的历史主义导致许多圆顶重新翻译过去的大圆顶，而不是进一步的风格发展，特别是在神圣的建筑中。 除了简单模仿多层砖石砌筑的穹顶之外，本世纪最简单的圆顶形式的主要发展可能是金属框架圆顶，例如伦敦皇家阿尔伯特音乐厅的椭圆形圆顶（直径57至67米）以及哈雷au圆形圆顶Blé在巴黎。

在19世纪开始建造用于安置大型望远镜的旋转圆顶的做法，早期的例子是使用纸张来减少重量。

独特的玻璃穹顶直接从地面跳起，用于温室和冬季花园，例如Kew的棕榈屋（1844-48）和布鲁塞尔附近的Laeken冬季花园（1875-1876）。 精心布置的购物商场，如米兰的Galleria Vittorio Emanuele II和那不勒斯的Umberto I圆顶广场，在其十字路口设有大型玻璃穹顶。

世界上最大的圆顶建于1881 – 1882年，位于英格兰德文郡皇家医院的圆形庭院内，直径156英尺。 19世纪的大圆顶还包括展览建筑和功能结构，如煤气表和机车棚。 1863年，Johann Wilhelm Schwedler在柏林为帝国大陆燃气协会建造了“第一座完全三角形的穹顶”，在20世纪初，同样是三角形的穹顶已变得相当普遍。 弗拉基米尔舒霍夫也是后来被称为网格结构的早期先驱，并于1897年在全俄工业和艺术展览会中将他们应用于圆顶展厅。

虽然完全由钢筋混凝土制成的穹顶在1900年以前并未建成，但Saint-Jean-de-Montmartre教堂由Anatole de Baudot设计，带有一个带有钢筋混凝土肋骨的小型砖壳圆顶。

根据Irene Giustina的说法，圆顶建筑是至少在十九世纪末之前最具挑战性的建筑问题之一，由于对静力学缺乏了解。

二十世纪
Guastavino瓷砖
在十九世纪末和二十世纪初，在美国东海岸工作的Guastavino家族是一个父子队伍，进一步发展了石工穹顶。 他们完善了一种传统的西班牙和意大利技术，用于轻质，无中心的拱顶，使用速凝水泥中的瓷砖层平铺在曲面上，而不是垂直于曲面。 父亲Rafael Guastavino使用波特兰水泥作为砂浆进行了改造，而不是使用传统的石灰和石膏砂浆，这使得软钢条可以用来抵消张力。 他使用最新的图形静力学开发，使他能够设计和制造价格低廉且不含脚手架的价格低廉的索道圆顶。 金库的厚度通常为3英寸，工人站在完成的部分上，使用简单的模板，金属丝和弦线来对齐他们的工作。

这个家族在数百栋建筑中建造了拱顶，包括北卡罗莱纳州阿什维尔的圣劳伦斯大教堂的圆顶和宾夕法尼亚州费城的圣弗朗西斯德罗马天主教堂。 纽约市圣约翰大教堂十字路口处的圆顶由儿子于1909年建造。一个半球形的圆顶，从其合并笔尖的顶部直径测量30米，在这里嵌入钢棒具体作为一个限制环。 它的平均厚度是其跨度的二百五十分之一，并且还在钢管内嵌入了钢条，圆顶“期待现代钢筋混凝土外壳施工”。

钢和混凝土
用钢筋和混凝土建成的圆顶能够达到非常大的跨度。 印第安纳州的西巴登温泉酒店建于1903年，拥有200英尺高的世界上最大的跨度圆顶。 它的金属和玻璃表皮由钢制桁架支撑在金属滚轮上，以允许温度变化时的膨胀和收缩。 马克斯伯格百年纪念馆超越了它的范围。 据悉，1911年墨尔本公共图书馆阅览室的圆顶大概是由大英博物馆启发的，直径31.5米，是世界上最宽的钢筋混凝土圆顶，直到百年大会堂完工。 百年厅从1911年至1913年在德国布雷斯劳（今波兰）用钢筋混凝土建成，以纪念对拿破仑起义100周年。 有一个213英尺宽的中央圆顶，由垂直窗口的阶梯环环绕，它是世界上同类型建筑中最大的。 另外一些完全由钢筋混凝土制成的罗纹圆顶的例子包括伦敦威斯敏斯特的卫理公会大厅，奥格斯堡犹太教堂和波鸿的欧菲姆剧院。 Deschinger和Ritter在1928年的莱比锡市场大厅展出了两个82米宽的圆顶。

20世纪20年代初期，在德国耶拿建造了两个圆顶，进一步发展了薄薄的圆顶壳。 为了建造一个坚硬的天文馆圆顶，Walther Bauersfeld建造了一个三角形的轻钢筋框架和一个悬挂在其下面的圆顶模板的网格。 通过在模板和框架上喷涂一层薄薄的混凝土，他创建了一个仅有30毫米厚的16米宽的圆顶。 第二个穹顶仍然较薄，宽度为40米，厚度为60毫米。 这些通常被认为是第一个现代建筑薄壳。 这些也被认为是第一个测地圆顶。 从慕尼黑的德意志博物馆开始，到1930年在欧洲建造了15个使用高达30米宽的混凝土外壳的圆顶投影天文馆，那一年芝加哥的阿德勒天文馆成为西半球首个开放的天文馆。

西班牙工程师建筑师Eduardo Torroja与Manuel Sanchez一起设计了西班牙阿尔赫西拉斯的市场大厅，外壳采用薄壳混凝土穹顶。 建于1933年至1934年间，浅穹顶宽48米，厚9厘米，并在其周围点支撑。 在1955年墨西哥的费利克斯·坎德拉工作文章中推广，建筑外壳在二十世纪五十年代和六十年代有了鼎盛时期，在计算机广泛采用和结构分析的有限元方法出现之前不久，人气颇高。 圆顶的典型例子包括麻省理工学院的Kresge礼堂，它有一个49米宽和89毫米厚的球形外壳，Palazzetto dello Sport有59米宽的圆顶，由Pier Luigi Nervi设计。 早期的例子使用相对厚的边界梁来稳定暴露的边缘。 另一种稳定技术包括在这些边缘添加弯曲部分以使其变硬或增加边缘处和支撑部分附近的外壳本身的厚度。

测地圆顶
从结构上讲，当荷载由表面多边形承担时，测地圆顶也被认为是贝壳，就像凯撒圆顶一样，但当荷载由点对点构件承担时，它们被认为是空间网格结构。 虽然第一个例子是Walther Bauersfeld早在25年前就建立起来的，但“测地圆顶”这个术语是由Buckminster Fuller创造的，他于1954年获得了专利。测地圆顶已被用于雷达罩，温室，住房和气象站。

早期的例子包括1953年福特圆形大厅的53英尺宽圆顶和1958年联合坦克汽车公司Baton Rouge工厂的384英尺直径圆顶，这是美国最大的跨大桥结构当时的世界。 位于加拿大魁北克省蒙特利尔的博览会67号美国馆由76.5米宽，60米高的钢管和亚克力板制成的圆顶围绕。 它今天被用作水监测中心。 其他例子包括1975年至2003年使用的阿蒙森 – 斯科特南极站，以及2000年建成的英国伊甸园项目。

张力和膜
由Kenneth Snelson的概念于1962年获得Buckminster Fuller专利的Tensegrity穹顶是膜结构，包括径向桁架，其由拉伸的钢缆制成，其中垂直钢管将缆索分散到桁架​​形式中。 它们被制成圆形，椭圆形和其他形状，以覆盖从韩国到佛罗里达州的体育场馆。 虽然第一批永久性空气支持的薄膜穹顶是第二次世界大战后沃尔特·伯德设计和建造的雷达穹顶，但大卫盖格设计的覆盖70年代世博会美国馆的临时隔膜结构是一个标志性建筑。 盖革公司为这个展馆项目预算减少90％的解决方案是“采用超薄圆周压缩环的小型电缆束缚，空气支撑屋顶”。 其成本非常低，因此开发出使用聚四氟乙烯涂层玻璃纤维的永久性版本，并且在15年内全球大部分圆顶体育场均使用该系统，其中包括位于密歇根州庞蒂亚克的Silverdome。 这种圆顶的限制电缆是对角放置的，以避免标准电网发生下垂周边。

张力膜的设计取决于计算机，而强大的计算机越来越多的可用性导致在20世纪的最后三十年中出现了许多发展。 一些空气支撑屋顶的与天气有关的通风导致David Geiger开发出一种改进型，即更为刚性的“Cabledome”，它融合了Fuller的张拉度和倾斜度而不是空气支持的想法。 在这些圆顶中的一些中看到的褶皱效果是由于形成桁架的那些之间的较低的径向电缆拉伸以便保持薄膜处于张紧状态的结果。 所使用的轻质薄膜系统由四层组成：外部防水玻璃纤维，绝缘层，防潮层，隔音层。 这是半透明的，足以满足圆顶下的大部分白天照明需求。 第一个大跨度的例子是两个汉城，韩国，1986年为奥运建造的体育场，一个93米宽，另一个120米宽。 格鲁吉亚圆顶建于1992年，椭圆形平面图中使用了专利为“Tenstar Dome”的系统中的三角形图案。 千禧穹顶建成为世界上最大的直径320米的电缆穹顶，并使用不同的膜支撑系统，电缆从穿过膜的12根桅杆向下延伸。 1994年在北卡罗来纳州的一个运动中心开始使用刚性钢框架板作为屋顶而不是半透明膜的第一个电缆穹顶。

可伸缩的圆顶和体育场
刚性大跨度圆顶的较高费用使其相对较少，但刚性移动的面板是具有可伸缩屋顶的体育场馆最流行的系统。 匹兹堡的公民竞技场跨度为126米，在1961年为城市的Civic Light Opera完成时，拥有世界上最大的可伸缩穹顶。其八个区域中的六个区域可在三分钟内旋转到另外两个区域之后，并于1967年成为匹兹堡企鹅曲棍球队的主场。

第一个圆顶棒球场是得克萨斯州休斯顿的Astrodome，于1965年建成，拥有一座刚性641英尺宽的钢制圆顶，内部装有4596个天窗。 刚性体育场圆顶的其他早期例子包括新奥尔良的钢架Superdome和西雅图的水泥Kingdome。 斯德哥尔摩的1989年爱立信全球冰球竞技场获得了世界上最大的半球形建筑的称号，直径110米，高度85米。

蒙特利尔的奥林匹克体育场在1988年推出了可伸缩的膜屋顶，尽管反复撕裂导致其替换为不可伸缩的屋顶。 多伦多的SkyDome于1989年开始，其硬件系统分为四个部分：一个是固定的，两个是水平滑动的，另一个是沿213米宽跨度的边缘旋转。 在日本，1993年的福冈巨蛋以三部分为特征的一个222米的圆顶，其中两个在第三部分旋转。 ŌStadium体育场建于2001年，是一个274米宽的固定式半球形屋顶，两个大型覆膜板可以从中心向两侧滑动。

二十一世纪
钢铁，钢筋混凝土和塑料等材料的发展促成了体育场馆，展览厅和礼堂等各种现代化的穹顶。 他们对百货商店和“未来视频全息图娱乐中心”的使用利用了各种非传统材料。