12世紀中葉，真臘國王蘇耶跋摩二世定都吳哥。蘇耶跋摩二世信奉毗濕奴，為國王加冕的婆羅門主祭司，地婆訶羅（Divakara）為國王設計了這座國廟供奉毗濕奴，名之為「毗濕奴神殿」。吳哥窟在十四世紀中葉成為大乘佛教寺，因十三世紀時真臘國王闍耶跋摩七世奉大乘佛教為國教。十五世紀初葉暹羅入侵吳哥之後，因暹羅人信奉上座部小乘佛教，吳哥寺變為上座部佛寺。此後吳哥寺一直是上座部小乘佛寺，延續至今。
1431年暹羅破真臘國都吳哥，真臘遷都金邊，次年，吳哥窟被高棉人遺棄，森林逐漸覆蓋漫無人煙的吳哥。後來有些高棉人獵戶進入森林打獵，無意中發現宏偉的廟宇，也有一些當地的佛教徒在廟旁邊搭蓋屋寮居住，以便到廟宇中朝拜，但吳哥遺跡多不為世人所知。吳哥窟佈局十分均稱，富有節奏。吳哥窟建築群，有兩種形式的對稱，鏡像對稱和旋轉對稱。從護城河、外郭圍牆到中心建築群，以橫貫東西方向的中軸線為中心，呈現準確的鏡像對稱：甚至廣場大道中軸線上南北兩個藏經閣、兩個水池，也對稱的分佈在兩邊。從廣場大道望吳哥寺見正中一高塔，兩座較小的塔在左右對稱地陪襯著，構成一個山字形。寺廟頂層的五子梅花塔群，除了中軸對稱之外，有更嚴謹的兩種旋轉對稱：從東、西、南、北四方，呈現相同的山字形構圖，成90度旋轉對稱。還有第二組90度旋轉對稱：從西北、西南、東南、東北、四個對角方向看，也是一樣的山字形構圖。五座寶塔也只有如此安排，才有最大限度的對稱效果，四面八方地重複展示同一造型主題。
台基結構，源自希臘，傳入印度，從印度傳入真臘後，演變成為吳哥窟建築重要特色之一。可能是因為柬埔寨常遭受媚公河泛濫之災，時至今日許多民居任搭在高架上以避洪水，吳哥許多古跡都台基。十世紀初的巴肯寺有五層台基，十世紀中葉的空中宮殿有四層台基。吳哥的台基起初可能是避洪水，到後來台基發展成為吳哥建築藝術的一個重要組成部分，河水不到的高層建築，如吳哥窟第二三層的內院小藏經閣，也都有了台基。
十三世紀中葉吳哥窟的三重台基和五座中央寶塔更成為印度神話中須彌山的象徵。須彌山有五座山峰。巴肯山寺、空中宮殿雖有多重台基，但畢竟只有一座中心寶塔，還未能完全代表須彌山。吳哥窟頂層有五座寶塔，則完全地象徵須彌山的五峰。吳哥窟的台基，也從早期平整的簡單台基，演化為富有藝術性的須彌座形式，上下寬，中間略窄，構成束腰；束腰有水準棱裝飾，雄健而簡潔。台基在中國古典建築中，也占重要地位，多層台基也是常見的建築形式。吳哥窟台基和中國古典台基最大的差異，在於台基周邊的建築物；中式台基周邊常圍以高一米左右的望柱和石欄，吳哥窟的台基的周邊則圍繞著4-5米高的石柱迴環畫廊。吳哥窟的多層台基比同層數的中式台基高出幾倍。
迴廊是吳哥窟另一個突出的建築藝術特色。吳哥窟的迴廊由三個元素組成，內側的牆壁兼朔壁，外向的成排立柱和雙重屋檐的廊頂。這三個元素除去明顯的實用功能之外，對於美感的貢獻，三者缺一不可。長長的畫廊，數十根立柱，一字排開，為吳哥窟的總體外觀，添加橫向空間的節奏感。畫廊的重檐，為吳哥窟的外觀添加縱向節奏感。迴廊首先出現於空中宮殿的頂層台基，而在吳哥窟發展到顛峰，三層台基各有迴廊，如同樂曲旋律的重複，步步高，步步增強，最終歸結到主體中心寶塔。
吳哥窟的長廊多種多樣，有的有石柱，凡有石柱的長廊或是一邊兩排石柱，或兩邊各兩排石柱，沒有一邊一排或兩邊各一排的格式。因為吳哥窟的長廊的拱頂較高，頂拱結構，不是由徑向楔形磚鑲砌而成的真拱，而是由兩段牆壁上方的石磚逐級水準內錯，最終在中線合攏，再放上蓋頂石而成的疊澀拱。這類疊澀拱頂跨度較小，如果只有單排石柱，單靠一道又高又窄的拱頂，難起防雨作用，因此必需加築偏廊，增加半個拱頂，加寬拱頂的總寬度，以起防雨的效果。因此在同一邊的兩排石柱，一排支撐主拱頂，一排支撐偏廊拱頂。吳哥窟凡有雙柱的長廊必有單邊偏廊，只有一邊看去是重檐；凡有四排石柱的長廊，即每邊各兩排石柱，則兩邊各有偏廊；從任何一邊看去都是重檐。長廊有兩排石柱的一邊是敞開的，另一邊是石牆壁。吳哥窟長廊的牆壁，有的是整片雕牆，中間不留窗子，有的開著明窗，可以外望，有的開著裝飾性的直葫蘆欞假窗；明窗之間或假窗之間的牆壁，裝飾著頭戴金冠，足帶金鐲的女神的浮雕。迴廊的出入通道，相當考究，有兩種形式：有塔的塔門和沒有塔的廊門。廊門像個亭子間，在與游廊成直角的方向，向外延伸兩三進，每進的亭子有拱頂，有二三對方柱，每進的頂上有雕刻精細的門楣和三角牆。長廊的佈局有一字廊、迴廊和十字游廊三種形式；十字游廊通常和迴廊組成田字廊。

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