Thần thoại cổ xưa của La Mã có đặc điểm rằng các thần không ngự trị ở đỉnh cao mà có yếu tố kết hợp giữa thần thánh và con người. Không giống như thần thoại Hy Lạp, người La Mã không vị cách hóa các thần, mà có thể hình dung như những siêu tục. Người La Mã luôn tin tưởng trong mỗi con người, địa thế, đồ vật đều có một thần bản mệnh của chính nó, kiểu như là linh hồn. Đến thời Cộng hòa La Mã, tôn giáo là sự tuân phục của hệ thống các thầy tu, thầy tế bề trên, mà họ là những người nắm giữ các vị trí ở Nghị viện La Mã. Các trường dòng ở Roma có một vị trí quan trọng, ở đó các Đại Giáo chủ nắm giữ quyền lực lớn nhất. Các giáo chủ nắm giữ việc thờ cúng các vị thần khác nhau, nhằm tạo niềm tin được che chở. Dưới thời Đế quốc La Mã, hoàng đế là người nắm giữ mệnh lệnh của các thần, và có quyền thờ cúng để tăng thêm sức mạnh, quyền uy.

Kết hợp với tín ngưỡng của Hy Lạp cổ đại, các thần La Mã cũ được tăng thêm sức mạnh từ các thần Hy Lạp. Theo cách này, thần Jupiter là cách hiểu của sự chuyển tải từ vị thần Zeus, thần Mars (vị thần của chiến tranh) là thần Ares và Neptune (thần của biển) là thần Poseidon.

Dưới sự cai trị của La Mã, rất nhiều dân tộc khác nhau cũng hình thành các tín ngưỡng và tôn giáo khác, như tín ngưỡng Ai Cập, tín ngưỡng Tây Á đa dạng. Đến thế kỷ thứ 2, đạo Cơ Đốc bắt đầu lan tỏa vào Đễ quốc La Mã, có sự hiềm khích và xung đột. Đạo Cơ Đốc bắt đầu được công nhận chính thức dưới triều vua Constantinus I, và tất cả các đạo khác chống đối đạo Cơ Đốc bị cấm ở Đế chế vào năm 391 bằng sắc lệnh của Hoàng đế Theodosius I.

Nói đến tôn giáo ở đế quốc La Mã cổ đại phải nói đến đạo Kitô, mặc dù đạo Kitô không phải ra đời tại Roma. Du nhập từ đầu Công nguyên nhưng đến năm 337 đạo Kitô mới được phát triển mạnh mẽ.

Theo truyền thống, người sáng lập ra Kitô giáo là Jesus Christus, Con Thiên Chúa, nhập thể trong lòng nữ đồng trinh Maria. Jesus ra đời vào đêm 24 rạng 25 tháng 12 năm 1 (Công nguyên) tại Bethlehem (thuộc Palestine ngày nay). Đến năm 30 tuổi, Jesus bắt đầu đi rao giảng Phúc Âm.

Thánh Kinh của Kitô giáo có Cựu ước (tiếp nhận từ Do Thái giáo) và Tân ước. Giáo lý của đạo tin vào Thiên Chúa Ba Ngôi (tam vị nhất thể). Đạo Kitô có quan niệm về cứu rỗi, thiên đường, địa ngục, thiên thần,... Về tổ chức, lúc đầu các tín đồ đạo Kitô tổ chức thành những cộng đoàn vừa mang tính chất tôn giáo, vừa giúp đỡ lẫn nhau trong cuộc sống. Đến thế kỉ II, các cộng đoàn Kitô dần phát triển thành Giáo hội.

Khi mới ra đời, đạo Kitô bị các hoàng đế La Mã và tầng lớp quan lại địa phương trấn áp rất tàn bạo. Vụ đàn áp đẫm máu nhất là vụ bách hại vào năm 64, dưới thời hoàng đế Nero, cướp đi sinh mạng của rất nhiều Ki-tô hữu. Nhưng số người theo đạo Kitô không những không giảm mà ngày càng tăng lên. Về sau, Giáo hội đề ra nguyên tắc "vương quốc thì trả cho vua, thiên quốc thì trả cho Chúa trời" tức là tôn giáo không dính dáng đến chính trị. Thấy đàn áp mãi không có tác dụng, các hoàng đế La Mã nghĩ tới biện pháp chung sống. Năm 311, một hoàng đế La Mã đã ra lệnh ngưng đàn áp các tín đồ Kitô. Năm 313, đạo Kitô được hoàng đế La Mã công nhận là hợp pháp. Năm 337, một hoàng đế La Mã lúc đó là Constantinus Đại đế đã gia nhập đạo Kitô.

Việc Hoàng đế theo đạo Kitô dẫn tới sự truyền giáo được mở rộng. Ngân quỹ quốc gia cũng được chi ra để đóng góp cho Nhà thờ. Đạo Kitô được truyền bá rộng khắp trong vùng đất quanh Địa Trung Hải. Sau này, khi đế quốc La Mã tan vỡ thì đạo Kitô đã hầu như ăn sâu và lan rộng khắp châu Âu.