Le terme di Traiano erano delle terme dell'antica Roma, erette a pochi anni dall'incendio della Domus Aurea (104 d.C.) e concluse nel 109 d.C. da Traiano, con inaugurazione il 22 giugno. Sebbene precedute cronologicamente dalle terme di Agrippa e da quelle di Nerone e di Tito, furono le prime "grandi terme" di Roma e all'epoca infatti erano il più grande edificio termale esistente al mondo.

Da Pausania e da Dione Cassio sappiamo che le terme furono progettate per l'imperatore Traiano (98-117 d.C.) dall'architetto Apollodoro di Damasco, impegnato negli stessi anni anche nel Foro di Traiano e nei Mercati di Traiano.

La planimetria delle Terme di Traiano è stata ricostruita grazie ai frammenti della Forma Urbis Severiana, ai disegni eseguiti nel XVI e XVII secolo e alle numerose rovine ancora oggi visibili sul colle Oppio.

Le Terme di Traiano appartengono al cosiddetto "Grande Tipo Imperiale". L'impianto termale era composto da due parti principali: gli edifici del recinto e il corpo centrale. Il recinto (330 x 315 m), probabilmente un'invenzione dell'architetto Apollodoro, delimitava la piattaforma sulla quale era costruito il complesso: esso era rettangolare, porticato su tre lati, con ambienti destinati ad attività sociali e culturali, e racchiudeva al suo interno un'ampia area verde scoperta, identificata con una grande palestra (xystus o palaestra). Il recinto terminava con un'imponente esedra al centro del lato Sud-occidentale, sopra i resti della Domus Aurea. All'interno essa era fornita di gradinate a guisa di un teatro e può darsi che servisse per assistere alle gare ginniche che si svolgevano nello xystus.

L'ingresso monumentale alle terme si trovava al centro del lato settentrionale e si apriva con una sorta di propileo. Altri accessi al complesso erano localizzati nel recinto ed erano costituiti da scale, necessarie per superare il dislivello tra il piano del quartiere circostante e quello del nuovo edificio.

La presenza di forti pendenze nella morfologia del Colle Oppio rese necessaria la realizzazione di un terrazzamento sugli altri tre lati del recinto, al di sopra del quale furono edificate le terme. 

L'esedra Sud-Occidentale è quella meglio conservata ed è interpretata come una grande biblioteca: l'emiciclo dell'esedra, infatti, è caratterizzato dalla presenza di un doppio ordine di grandi nicchie rettangolari, identificate come contenitori di armadi per conservare libri e documenti. Tra le due file di nicchie sono visibili i profondi incassi per il sostegno di un ballatoio ligneo. Negli ambienti di forma triangolare, ricavati nello spazio tra la struttura quadrangolare e l'emiciclo dell'esedra, vi erano i corpi scala, forse riservati esclusivamente al personale di servizio delle terme, per mezzo dei quali si accedeva al ballatoio in corrispondenza del secondo ordine delle nicchie e ai piani superiori di stanze poste ai lati all'edificio.

L'esedra era coperta da una semicupola, oggi conservata per un'altezza di 4 m, ed era decorata da cassettoni a forma di trapezio. Nelle riproduzioni di Giovanni Battista Piranesi si vede che le cassette trapezoidali si alternavano a quelle più grandi di forma esagonale. Pochi resti rimangono, invece, dell'altra esedra Sud-orientale, sull'angolo opposto del recinto, ancora parzialmente visibile ai tempi di Piranesi.

L'edificio centrale era posto al centro del recinto e forse era addossato al lato settentrionale, dove si apriva l'entrata principale. Dopo l'ingresso, le aule termali erano disposte in sequenza lungo l'asse centrale: la natatio, il frigidarium, il tepidarium e infine il calidarium. Intorno a questo asse erano distribuiti simmetricamente tutti gli altri ambienti, ad esempio gli spogliatoi e le palestre. Purtroppo tutto il fabbricato centrale è andato distrutto e restano soltanto alcune strutture: l'esedra di uno degli ambienti interpretati come palestra, l'abside di un'aula del lato Sud.

Nel contesto delle antiche terme sono stati trovati diversi mosaici ed affreschi provenienti soprattutto dagli edifici sotterranei, precedenti alla costruzione delle terme: l'affresco della "Città Dipinta", il "mosaico della Vendemmia" e il prestigioso e raro mosaico parietale raffigurante Apollo e le Muse, rinvenuto per una lunghezza di circa 16 m nei recenti scavi della Sovraintendenza ai Beni Culturali di Roma Capitale. In seguito a recenti studi sembra da escludere, invece, la provenienza da questo complesso del gruppo del Laocoonte, attualmente conservato nei Musei Vaticani, il quale sembra invece provenire dai vicini Horti Maecenatis.