I Middelfart er flere renæssancebygninger bevaret. Henner Friisers Hus i Brogade 8 fra ca. 1580 er et gavlhus i to etager i familie med gavlhuse i Kolding og Assens. Andre huse var langhuse, bl.a. Algade 21, som er resten af en forhenværende præstegård fra før år 1600, samt de små forhenværende lejeboder i Smedegade 8‑10. Gården i Algade 60A med svejfede knægte er fra 1600-tallet.
Byens ældste verdslige bygning i tegl er Chr. Iversens Hospital i Algade 18, et lille hus i gule flensborgsten. Efter en brand i 1791 blev en del af Algades sydside genopført med hjælp fra herregården Hindsgavl med facader i sen rokoko med liséner og murbånd, fx Algade 36 og 44; i samme stil er Brogade 2, opført af Hindsgavl som arbejdsanstalt i 1802. Nyklassicismen ses i Johan T. Hancks gamle borgerskole i Algade 8 fra 1816 og det gamle rådhus, opført 1823‑26 af Jørgen Koch.
1857‑58 byggede Hindsgavl Grimmerhus som villa i venetiansk renæssance med rigt nygotisk snedkerarbejde i det indre af J.D. Herholdt. Bygningen huser nu CLAY Keramikmuseum Danmark. Teglgårdsparken, som er det gamle statshospital, er opført i italiensk villastil af Vilhelm Petersen 1884‑88. NKT’s store anlæg på Gl. Banegårdsvej 25 fra 1898 er delvis bevaret med en nygotisk hovedbygning, og ved siden af ses fabrikant Hess’ villa Hesslund i tysk villastil (1898).
Blandt tidens arbejderboliger skal fremhæves NKT’s haveby fra 1917 af Alexis J. Prior med gulkalkede mure og røde tegltage. Fra årene 1900‑20 kan fremhæves følgende: præstegården Hessgade 2 (1905 af Thorkel Møller), det forhenværende sygehus på Brovejen (1916 af Peder Gram), den gamle sparekasse Algade 62 (1917 af Vilhelm Petersen) og alderdomshjemmet i Skovgade (1919 af Gerhardt Poulsen), der har karakter af nationalromantik, nygotik og nybarok. Det sociale boligbyggeri Skovgården ved Brovejen blev opført 1957‑63 af Steen Eiler Rasmussen og er et trefløjet anlæg med port mod Brovejen; porten er opdelt i partier med farvet murværk.
Middelfarts beliggenhed har givet anledning til opførelsen af en række hoteller og kursussteder. Middelfart Feriecenter (i dag: Landal) blev indviet i 1942 som Dansk Folkeferies hytteby, men blev nybygget i 1983 som klyngehuse i funktionel tradition af Hans Munk Hansen. Hotel Staurby Skov (i dag: Strib Idrætsefterskole) af Friis & Moltke fra 1967 viser en avanceret modernisme i beton med stærke vandrette linjer, og Kongebrogaarden af Søren Juel fra 1990 er et firfløjet anlæg af glas og træ i næsten koloniagtig pavillonstil.
Havnefronten har fået en variation af maritime elementer, og i modsætning til mange havnefronter er den præget af åbenhed og tilgængelighed. Den blev anlagt 2004‑06 af KPC byg & CREO Arkitekter, mens LAND+ Landskabsarkitekter stod for omdannelsen af området. Her ligger KulturØen med byens bibliotek: en cirkulær bygning, gennemskåret af et glasoverdækket fællesrum, tegnet af Schmidt Hammer Lassen Architects 2003‑05. Over for ligger den nye Middelfart Sparekasse med sin opsigtsvækkende arkitektur kilet ind i den gamle bebyggelse som et gigantisk rivejern tegnet af 3xN (2008‑10). Nærmest KulturØen ligger Herman Jensens Anlæg fra 1960’erne, hvor terrænet blev omformet til en bølgende, åben græsflade. Foran og imellem de fem boligblokke, tegnet af JWH Arkitekter og CREO Arkitekter, er etableret en lang granitbelagt promenade med boldbaner, legeplads, bassin og hævede bede med prydgræsser.
I industriområderne hæver Fiberlines anlæg med sin buede krop gennemskåret af skæve trappetårne sig højt over erhvervsbyggeriet ved motorvejene. Det er tegnet af KHR arkitekter og blev opført i 2006.
