Évolution du simple barrage, le système du baray apparaît vers le IXe siècle à Vat Phu et accompagnera l'essor de la puissance khmère jusqu'au déclin et à l'abandon de ce système d'irrigation à partir du XIIIe siècle.
Le Baray, gigantesque bassin généralement rectangulaire dont les dimensions varient (de 3,8 km pour l'Indratatāka de Roluos et jusqu'à 7 km pour les baray d'Angkor), est perpendiculaire à la pente du terrain. L'orientation du Baray respecte en général la disposition Est-Ouest des monuments religieux, mais peut être légèrement désaxée afin de tirer partie de la pente naturelle (comme par exemple à Koh Ker ou plus encore à Preah Khan de Kompong Svay. Ils sont établis par des digues, simples levées de terrain de 5 à 10 mètres de haut, constituées du remblai obtenu par le creusement de deux fossés (extérieur et intérieur).
Le principal inconvénient de ces structures était leur entretien difficile et pénible qui ne pouvait pallier durablement à leur ensablement qui limitait leur bon fonctionnement à quelques dizaines d'années. La plupart furent l'objet de surélévations successives avant d'être abandonnés pour un nouvel emplacement et un nouveau détournement des cours d'eau pour leur alimentation.
Il y eut ainsi au moins 3 baray successifs à Angkor : le baray oriental, le baray occidental qui fut surélevé à plusieurs reprises, et le baray du Neak Pean et à chaque fois les rivières étaient détournées afin de remplir ces réservoirs d'irrigation (rivières Siem Reap puis O Klok).
Bassin artificiel, habituellement plus petit qu'un baray (en thaï, 'sa')
Les édifices profanes, y compris les palais, étaient construit en matériaux périssables, probablement en bois, souvent sur des plates-formes entourées de pierre.
La construction des routes royales qui culminèrent avec Javayarman VII nécessitèrent la réalisation de nombreux ponts, presque tous suivant le modèle du Spean Thma: voûtes en encorbellement et donc piles plus larges (1,5 m) que les arches (environ 1 m). Les garde-corps sont des serpents nagā.
Le plus grand encore visible est le Spean Prap Tos sur la route à l'est du Tonlé Sap entre Siem Reap et Kompong Thom avec 64 mètres de long et 16 mètres de large.
Les constructions en "dur" ont d'abord (jusqu'à la fin du IXe siècle) utilisé la brique, assemblée avec un mortier de chaux coloré. Elle sera d'abord parée d'enduit permettant de colorer ou de réaliser des fresques puis, généralement tardivement, recouvert d'un parement épais permettant de réaliser des reliefs. Les encadrements des ouvertures et notamment les linteaux étaient dès cette époque en blocs de grès permettant de fines sculptures.
A partir du Xe siècle, la pierre devient le matériau privilégié avec la mise en œuvre de la latérite pour les fondations et le remplissage et de grès pour les portées et les parties sculptées. Différentes carrières (souvent dans la région de Kulên) et veines en ont fourni une grande variété de coloris: blanc, gris, gris-jaune (Angkor Vat), gris-bleu (Ta Kéo) et rose (notamment Banteay Srei).
Le bois était utilisé principalement à titre décoratif pour les portes monumentales dont étaient munis les accès mais également dans des faux-plafonds et lambris. Il resta également employé dans quelques utilisations structurales, certains linteaux intérieurs et des charpentes.
La tuile constituait la toiture des bâtiments annexes, sur une charpente en bois.
Les Khmers étaient d'extraordinaires artistes, mais les moyens de construction peuvent surprendre. Ils avaient une grande expérience des constructions en bois et ont essayé de la transposer dans leurs premiers monuments de pierre (notamment les assemblages à tenon et mortaise ou à onglet). De même, ils privilégiaient l'ajustage en place (par rodage des briques et des blocs de pierre) plutôt qu'une fabrication de précision.
Il semble que seul le résultat et le caractère imposant comptaient pour les bâtisseurs khmers. Par exemple, aucun effort ne semble avoir été fait pour assurer la cohésion des bâtiments par appareillage à joints croisés et accrochage entre les façades et les murs de refend, sans parler de chaînage; les blocs de pierre, de taille aléatoire sont simplement empilés. Ces méthodes de construction sont la cause de bien des éboulements dans de nombreux monuments.
Les monuments khmers n'utiliseront jamais l'arc pour leurs voûtes mais uniquement l'encorbellement. Cette technique avait le mérite de combiner voûte et toiture imperméable, mais limitait les audaces (2 mètres de portée en général, les réalisations plus ambitieuses n'ont pas résisté à l'épreuve du temps). La raison de cet emploi exclusif de la voûte encorbellée semble d'ordre religieux, "les voûtes appareillées n'ayant pas de repos, seules les voûtes encorbellées dorment".
Pendant toute la période d'influence hindouiste, les temples vont évoluer d'une imitation de l'architecture hindoue de l'époque vers un style original dont l'archétype est le temple-montagne : pyramide à cinq gradins surmontée de 5 tours en quinconce évoquant les 5 pics du mythique Mont Meru.
Le plus souvent, le temple-montagne lui-même est entouré de cinq enceintes (et de douves ou bassins) dont seule la plus externe pouvait avoir une utilité militaire de par ses hauteur et épaisseur. Le grand espace entre l'enceinte extérieure et la deuxième avait une utilité temporelle puisque abritant de nombreux édifices pour la cour royale, les prêtres et autres habitants de cette cité. Il avait également l'objectif d'augmenter la majesté du temple, comme on peut le ressentir aujourd'hui en franchissant la gopura ouest d'Angkor Vat et en découvrant le temple au bout de la chaussée.
Perspective et trompe-l'œil, notamment dans les escaliers d'accès dont les largeur et hauteur des marches diminuent à chaque niveau tandis que la hauteur des niveaux décroît.
![]() Galerie ouverte, Angkor Vat | ![]() Fausse porte, Banteay Srei | Fenêtre à balustre, Angkor Vat |