Der Aquädukt, der die Stadt reichlich mit Wasser versorgte, war bereits in herodianischer Zeit gebaut worden; er wurde später mit zunehmendem Wasserverbrauch einer ständig wachsenden Bevölkerung instandgesetzt und zu einem Doppelkanal vergrößert. Der obere Aquädukt beginnt an Quellen, die zirka 9 km nordöstlich von Cäsarea an den Ausläufern des Carmel-Gebirges entspringen. Er wurde mit erstaunlichen technischen Kenntnissen konstruiert und garantierte einen Wasserfluß durch Schwerkraft von den Quellen bis zur Stadt. In einigen Abschnitten wurde der Aquädukt von Bogenreihen getragen, dann kreuzt er den Kurkar-Grat entlang der Küste durch einen Tunnel. Von der nördlichen Stadtgrenze an floß das Wasser durch ein Leitungsnetz in Sammelbecken und Brunnen in der gesamten Stadt. Viele Inschriften auf dem Aquädukt nennen als Verantwortliche für seine Unterhaltung die Zweite und Zehnte Legion.
Das byzantinische Cäsarea
In byzantinischer Zeit wurde Cäsarea ein wichtiges christliches Zentrum. Der Kirchenvater Origenes gründete eine christliche Akademie in der Stadt, zu der eine Bibliothek mit 30.000 Handschriften gehörte. Zu Beginn des 4. Jahrhunderts verfaßte der Theologe Eusebius, der auch das Bischofsamt in Cäsarea innehatte, hier sein Monumentalwerk Historia Ecclesiastica über die Anfänge des Christentums sowie das Onomasticon, eine umfassende geographisch-historische Studie des Heiligen Landes.
Das byzantinische Cäsarea war von einer 2,5 km langen Stadtmauer umgeben, die die außerhalb der römischen Stadt errichteten Wohnviertel schützte. Sie wies in ihrem Südabschnitt ein 3 m breites Stadttor auf. Seite an Seite mit der christlichen Bevölkerung und ihren zahlreichen Kirchen lebten jüdische und samaritanische Gemeinschaften mit ihren Synagogen. In dieser Zeit wurde der innere römische Hafen zugeschüttet. Auf der gewonnenen Landfläche errichtete man neue Gebäude. Gewölbe entlang der Mauer des Podiums gegenüber dem Hafen dienten als Geschäfte.
Die Hauptkirche der Stadt war das Martyrium des heiligen Prokopius, das im 6. Jahrhundert über den Ruinen des römischen Tempels auf dem Podium errichtet worden war. Die oktagonale, 39 m breite Kirche stand inmitten eines quadratischen Bezirks von 50 x 50 m, der entlang der Mauern mit Räumen umgeben war. Der Fußboden war mit Marmorplatten in ganz unterschiedlichen Mustern bedeckt. Von der Säulenreihe aus dem Innenraum des Baus wurden einige korinthische, mit Kreuzen dekorierte Kapitelle gefunden.
Eine sehr großes, reiches Gebäude mit einigen Höfen und Räumen, das sich über eine gesamte insula (Gebäudeblock) erstreckte und von mehreren Straßen der Stadt umgeben war, wurde als Regierungsgebäude identifiziert. Der Zugang erfolgte vom Cardo (der in Nord-Süd-Richtung verlaufenden Hauptstraße), die Westseite wurde durch eine Reihe von Gewölben gestützt, die einst als Hafenlager gedient hatten. Eines dieser Gewölbe liegt auf der Seite des decumanus (Ost-West-Achse), war verputzt und mit roten und schwarzen Wandzeichnungen versehen, darunter eine Darstellung Jesu und der zwölf Apostel.
Ein großer Saal mit einer Apsis im Mittelpunkt des Regierungsgebäudes diente als Gerichtshalle. Hier gefundene Fragmente einer griechischen Inschrift erwähnen eine kaiserliche Verordnung über Gebühren, die Gerichtsangestellte für gewährte Dienste erheben konnten. Im Nordostteil des Gebäudes lag eine Gruppe von Räumen mit Mosaikfußböden; eines trägt ein Zitat aus dem Römerbrief des Paulus. (Röm. 13,3) Rechteckige Nischen in den Wänden einer langen Halle im Norden der Gerichtshalle dienten offensichtlich als Archiv.
Überreste einer Synagoge aus dem 5. Jahrhundert wurden an der Meeresküste im Norden des Hafens gefunden. Das rechteckige Gebäude ist in Richtung Süden nach Jerusalem ausgerichtet. Architektonische Details wurden in seinen Ruinen gefunden, darunter ein Säulenkapitell mit in Stein gemeißelten menorot (Leuchtern), eine Säule mit der Inschrift shalom und Fragmente einer hebräischen Inschrift, die die 24 Priesterordnungen im Jerusalemer Tempel auflistet.
Ruinen anderer großer Bauten wurden freigelegt, darunter eine kunstvoll renovierte Thermenanlage aus dem
4. Jahrhundert. Sie bestand aus einer Gruppe von Höfen und Räumen mit Bänken entlang der Wände. Die meisten waren mit Mosaiken gepflastert. Im Bereich des caldariums (heißer Baderaum) lagen mehrere Räume mit einem Heizsystem (Hypocaust). Einige besonders elegante Räume waren mit Marmor ausgelegt und hatten Mosaikdekorationen an den Wänden; darunter fand sich die Darstellung einer weiblichen Figur mit der beigefügten Inschrift "schöne Frau".
Innerhalb des Amphitheaters, das nicht mehr benutzt wurde, errichtete man einen Palast, dessen zwei Stockwerke durch ein Treppenhaus verbunden waren. Das obere Stockwerk schloß zwei Höfe und Räume ein, die mit farbigen Fliesen oder Mosaiken ausgelegt waren und als Wohnräume dienten. Die untere Gebäudeebene hatte einen Hof mit einer buntgefliesten Apsis auf einer Seite. Entlang dieses Hofes standen zwei Säulenreihen mit einer trennenden Chorschranke aus Marmor zwischen den Säulen. In der Nordwand wurde ein Brunnen mit einem darunterliegenden rechteckigen Brunnenbecken gefunden. Der untere Stock diente als offener Garten.
Das arabische Cäsarea
Im Jahre 639 wurde Cäsarea von Arabern erobert. Bedeutung und Bevölkerung der Stadt gingen zurück. Stadtviertel wurden aufgegeben und in landwirtschaftliche Nutzterrassen verwandelt. Die arabische Stadt wurde im 10. Jahrhundert durch eine 3 m starke Mauer umgeben, deren Überreste während der Ausgrabungen freigelegt wurden.
Cäsarea - Stadt der Kreuzfahrer