Nørresundby har haft en omtumlet eksistens og er heller ikke en homogen bydel. Flere store brande har sat sit præg på den daværende købstad. I dag består Nørresundby af Skansekvarteret, Lindholm, Løvvang og Nørre Uttrup. Skansekvarteret er Nørresundbys attraktive villakvarter med bevaringsværdige huse og en intim stemning. Her findes huse i Bedre Byggeskik-stilen og nationalromantisk stil samt historicistiske huse. Nørresundby har i det hele taget sin helt egen identitet og arkitektoniske egenart med det historiske købstadsmiljø, de resterende industribygninger samt funkiskarakteren ved brolandingen og langs Vesterbrogade.
I det historiske købstadsmiljø er kun få bygninger tilbage fra før branden i 1865. De ligger bl.a. i Gammel Østergade og er grundmurede med tegltag. Ved Torvet ligger flere markante bygninger, herunder det store nyklassicistiske rådhus af S.C. Larsen fra 1937 og Brogårdens funkis fra 1934. Brogården er bygget i jernbeton og ligger, så den er synlig i Limfjordsbroens akse.
En anden statelig bygning er det tidligere Hotel Royal fra 1907.
Da industrien i begyndelsen af 1900-tallet voksede, opstod også behovet for arbejderboliger. I Niels Lykkes Gade ses en bygningstype, der særligt knytter sig til Nørresundby, det såkaldte Sundbyhus, der blev opført i Nørresundby i årene 1910‑15. Huset er opbygget som et almindeligt firerumsplanhus, men i denne udgave er der tilføjet en muret gavlkvist, så den kan benyttes af to familier. Den findes dog også flere steder i landet både med blankmur og en pudset facade. Boligforeningshusene voksede frem i 1900-tallet, og gode eksempler ses i rækkehusene på Sandagervej, dobbelthusene på Skansevej og etagebyggeriet på Nordre Skansevej fra 1950’erne.
Omdannelse af de gamle industriområder langs fjorden har åbnet mulighed for at skabe attraktive byområder og udbygge tilgængeligheden til og langs med fjorden. Ved Lindholm Brygge er omdannelsen næsten færdig. Her ligger nu moderne etageboliger opført i tegl, stål, beton og glas. Snart er området en integreret del af Nørresundbys midtby. Det fremtidige byområde ved Stigsborgkvarteret skal have hovedvægten på boliger indplaceret i landskabet og med varierede aktivitetsmuligheder.
