杜克大学目前在8691英亩（35.17 km 2）的土地上拥有254座建筑，其中包括7044英亩（28.51 km 2）的杜克森林。校园分为四个主要区域：西，东和中部校园和医疗中心，它们均通过免费巴士服务相连。在博福特的大西洋沿岸，杜克拥有15英亩（61,000 m 2）作为其海洋实验室的一部分。莎拉·杜克花园（Sarah P. Duke Garens）建于1930年代，是校园中主要的公共景点之一，占地55英亩（220,000 m 2）。
杜克大学的学生经常将校园称为“哥特式仙境”，这是昵称，指的是西校园的大学哥特式建筑。[52]校园的大部分是由朱利安·阿贝勒（Julian Abele）设计的，朱利安·阿贝勒（Julian Abele）是最早的非裔美国建筑师之一，也是建筑师Horace Trumbauer办公室的首席设计师。[53]住宅四边形是早期的，有些未经修饰的设计，而学术四边形中的建筑则表现出更精致的法国和意大利后期风格的影响。新生校园称为东校园，由乔治亚风格的建筑组成样式。2011年，Travel + Leisure将杜克大学列为美国最美丽的大学校园之一。
西校区使用的石材有7种原色和17种色泽。该大学的规划和建设主管写道，这块石头具有“更古老，更有吸引力的古董效果”，并且具有“比普林斯顿石头更温暖，更柔和的色彩”，赋予了大学“艺术外观”。詹姆斯·杜克（James B. Duke）最初建议使用新泽西州普林斯顿采石场的石材，但后来修改了在希尔斯伯勒购买本地采石场的计划，以降低成本。教堂公爵站在西校区的中心在最高的山脊上。小教堂建于1930年至1935年，可容纳1600人，高210英尺（64 m），是达勒姆郡最高的建筑之一。
2015年期间，建筑项目正在进行中，包括对杜克教堂（Duke Chapel），华莱士韦德体育场（Wallace Wae Staium）（足球）和金马伦室内体育场（Cameron Inoor Staium）（篮球）的翻新。
2014年初，尼古拉斯环境学院开设了新房，环境厅，这座五层楼的玻璃和混凝土建筑融合了最高的可持续发展特征和技术，并达到或超过LEED铂金标准认证。2014年4月，护理学院在克里斯汀·西格勒·皮尔森（Christine Siegler Pearson）大楼的基础上增加了新的45,000平方英尺。2014年夏季，完成了一些建设项目。该项目是杜克大学西校区图书馆改造工作最后阶段的一部分，该工程已将大学最古老，最知名的建筑之一转变为最先进的研究设施。大卫·鲁宾斯坦（Davi M. Rubenstein）的善本和手稿图书馆在对1928年和1948年建造的建筑各部分进行了约6,000万美元的翻新后，于2015年8月重新开放。翻新工程包括更多的空间，技术升级和新展览。
