Toto potvrdil aj archeologický nález takzvanej Moravianskej Venuše – sošky ženy vyrezanej z mamutieho kla z mladšieho obdobia staršej doby kamennej.

Piešťany, známe vďaka jedinečným prírodným zdrojom – teplej sírnej vode s teplotou takmer 70° C a liečivému peloidu, ktorý pomáha pri liečbe reumatických ochorení, sa prvýkrát objavujú v histórii v roku 1113 pod menom Pescan.

Sedemstoročné obdobie medzi týmto dátumom a rokom 1813, kedy devastujúca povodeň zničila väčšinu budov, je pripomínané len niekoľkými dochovanými pamiatkami. Medzi najstaršie patrí ruina stredovekého sakrálneho objektu zo štrnásteho storočia.

Od roku 1813 možno sledovať kontinuálny rad dochovaných stavieb, ktoré predstavujú rôzne architektonické štýly – klasicistický, romanticko-historizujúci, secesný, puristický a funkcionalistický, ale aj povojnové slohové hodnoty. Mnohé z nich sú formálne uznané za kultúrne pamiatky a niektoré patria medzi najvýznamnejšie v celom štáte. Niektoré dokonca dosiahli medzinárodné uznanie.

Okrem architektonických skvostov mesto oživujú aj hodnotné sochy, fontány, hrobové pamiatky, ale aj parky a jednotlivé rastlinné solitéry.

Balneologické múzeum Imricha Wintera vzniklo v roku 1928 na iniciatívu Imricha Wintera a Piešťanskej muzeálnej spoločnosti. Múzeum pôvodne smerovalo na vlastivedné zameranie, no od roku 1966 sa špecializuje na balneológiu a históriu kúpeľov a kúpeľníctva na Slovensku.

Vojenské historické múzeum, zriadené v roku 1994 a pôvodne umiestnené v Trenčíne, sa od roku 2004 nachádza v Piešťanoch. Je súčasťou Vojenského historického ústavu v Bratislave a jeho hlavným zameraním je dokumentácia vojenskej histórie Slovenska.

Väčšina stavebných pamiatok v Piešťanoch pochádza z obdobia 19. storočia, kedy došlo k výraznému rozvoju kúpeľov a teda aj mesta. Staršie stavby sa nezachovali hlavne kvôli častým záplavám spôsobeným riekou Váh. Najničivejšia z nich bola povodeň z 26. augusta 1813, ktorá úplne zničila alebo poškodila všetky vtedajšie budovy.

Z sakrálnych stavieb je najstaršou dochovanou pamiatkou kláštorný gotický kostol, z ktorého však zostala len časť presbytéria. Dva svorníky z klenby sa zachovali na farskej budove.

Medzi najstaršie svetské budovy patrí Kurhotel, s pravdepodobne renesančným jadrom, ktorý bol viackrát prestavovaný. Napoleonské kúpele sú súborom klasicistických budov postavených v troch etapách v rokoch 1822 – 1862.

V západnej časti mesta sa nachádza bývalá obecná dieselová elektráreň „Elektrárňa Piešťany“ z roku 1906, ktorá bola v roku 2013 zrekonštruovaná ako kultúrne centrum. Zo secesnej éry sa zachovali tri významné hotelové komplexy. Prvým je Grand Hotel Royal (Slovan) z roku 1906. Ďalšou stavbou je Hotel Lipa z roku 1912. Objekt je od 90. rokoch 20. storočia v dezolátnom stave. Thermia Palace-Irma je komplex kúpeľného hotela a balneoterapie, dokončený v roku 1912, a je považovaný za jedno z vrcholných diel doznievajúcej secesie na Slovensku.

Funkcionalizmus zastupujú súbor hotelov Excelsior a Eden od Pavla Weisza (1928 – 1930) a budova Poštového a telegrafného úradu od Emila Belluša. Zaujímavou je tiež Vodárenská veža z roku 1928. Významnou pamiatkou z éry socializmu je Dom umenia. Jedinou výškovou a zároveň najvyššou budovou v meste je so 60 metrami Hotel Magnólia.

Mesto má i dva osobité mosty. Krajinský most od J. Činčeru a I. Grebenika naprojektovaný v rokoch 1930 – 1931 a Kolonádový most od E. Belluša, ktorý je významnou funkcionalistickou stavbou z rokov 1930 – 1933, so sochou barlolámača od R. Kühmayera a leptami do skla od M. Benku.