C.F. Hansen var C.F. Harsdorffs elev og efterfølger. Mens Harsdorff stod for den forfinede, franskorienterede klassicisme i dansk arkitektur, var C.F. Hansen tilhænger af den romersk- og græskinspirerede senklassicisme, der var altdominerende fra omkring 1800 til langt op i 1830’erne. C.F. Hansens fokus på arkitekturens tyngde – i modsætning til Harsdorffs elegance – ses tydeligt i Domhuset.
Selvom bygningen er anbragt i et hjørne, dominerer Københavns Domhus Nytorv med sin store søjlefront med seks joniske søjler. Søjlefronten er på hver side omgivet af nøgne og lukkede murflader med et minimalt antal vinduer og sparsom dekoration.
Bag søjlerne fører en dyb trappehal op til vestibulen med fire joniske søjler. Herfra leder et kompliceret net af gange og trapper videre til resten af bygningen. På trods af flere senere ombygninger er den oprindelige rumfordeling med sale prydet af søjler, relieffer og stuklofter bevaret.
Domhuset er på hver side omgivet af to store buer. Buen til venstre forbinder bygningen med Arresthuset, der er opført samtidig med Domhuset. I kontrast til Råd- og Domhusets værdighed, giver Arresthuset et frygtindgydende indtryk med svære mure, små vinduer med gitter for og en voldsom midterportal.
Begge bygninger bærer indskrifter, der i en ny tids ånd var enkle og på dansk. På Domhuset ”Med lov skal man land bygge” (citeret fra Jyske Lov) og på Arresthuset ”For almeen sikkerheden”.
Bygningerne demonstrerer en typisk tendens i C.F. Hansens klassicisme: at en bygnings ydre skulle afspejle dens indhold. Med sit tempel lignende ydre understregede Råd- og Domhuset byrådets magt og ophøjethed. Mens Arresthusets dystre ydre afslørede tugthusets formål.
Efter opførslen af Københavns Rådhus i 1905 har Domhuset – som det siden er blevet kaldt – kun rummet Københavns Byret.
