Старейшая церковь города - Благовещения в Тайнинском (1677), построенная по указу царя Фёдора Алексеевича. В районе Больших Мытищ сохранилась Владимирская церковь (1713; московское барокко).
Современное строительство началось в 1920-х гг. на территории рабочего посёлка. Интересен Клуб вагоностроительного завода (1929; конструктивизм). В 1950-80-х гг. новое строительство в основном велось в т.н. Новых Мытищах - районе бывших деревень Шарапово, Ядреево, села Тайнинского вплоть до МКАД. Старая и новая части города соединены путепроводом через железнодорожную линию (1977).
На территории Мытищинского района - старинные усадьбы Тайнинское, Марфино, Никольско-Прозорово, Липки, Неклюдово; национальный парк Лосиный остров (частично).