清華大學主樓，地處校園東區，整體由西、東和中央三部分組成，其全名為“東區主樓”。
主樓由“西主樓”、“東主樓”和“中央主樓”三部分組成。它們分別以四個“過街樓”聯成一個整體，體態巍峨，結構堅固，總建筑面積達76871平方米，是建國后由我校多個專業的師生結合畢業設計工作而自行設計的校園杰作之一。1959～1965屆畢業生中數百人參加了設計工作。東區主樓比較典型地反映了當時的設計思潮。如早期設計方案中部塔樓呈浮屠狀，主樓四角設重檐攢尖亭閣，東西配樓呈臺墩狀，上置廡殿式從重樓，下設拱門，后期方案則是模仿莫斯科大學主樓建筑的產物，系科教學實驗樓采用當時盛行的周邊式布置。如此寵大的建筑群，無論在當時還是現在都是首屈一指的。
東區主樓中，西主樓首先于1956年設計并破土動工，1957年建筑面積為21589平方米，附設單層的300座位的階梯式講堂一座；東主樓于1957年設計并動工，1958年基本建成，總面積21271平方米，附設400座階梯式講堂一座。東西主樓均為混凝土框架結構，各由一個東西向的主“L”字形樓和一個南北向的次“L”字形樓組成，主“L”字形樓基本為4層，與中央主樓通過過街樓相連，“L”字形的轉角處設置5層高的交通廳，形成角樓形式，4個角樓與中央主樓形成對稱向心的格局；兩個次“L”字形樓亦為4層，通過跨校園東西主干道的過街樓分別與兩個主“L”字形樓相連。
中央主樓于1959年設計，1960年開始施工，原設計主體12層，中間部分14層，主體框架建至9層時因國家經濟困難而停工。1963年修改設計，改為主體基本為9層，中間部分10層，1964年重新開工，1966年5月建成。大樓為剛性基礎，現澆鋼筋混凝土框架結構，建筑面積34011平方米。后部下層附設500座階梯式講演大廳(現稱“主樓后廳”)。從中央主廳進入大廳，立即感到一種莊重、濃郁的氣氛，門斗、橫向大門廳、小過廳、豎向進廳等，組成一個具有西方古典氣氛的空間序間。進廳為2層高，3層環有跑馬廓，周圍布置了會議室、接待室。講演廳上方為環有“凹”廓的半圓形學術報告廳(現稱“主樓接待廳”)。整個建筑氣勢雄偉，渾然一體。中央主樓標高40米，登上樓頂，清華校園風景盡收眼底。