Việc định nghĩa tên gọi của Đế quốc là "Byzantine" được bắt đầu ở Tây Âu năm 1557, khi sử gia người Đức Hieronymus Wolf xuất bản tác phẩm Corpus Historiæ Byzantinæ, đây là một tập hợp thông tin từ các nguồn của Byzantine. Thuật ngữ "Byzantine" xuất phát từ tiếng Hy Lạp, là tên của một nhà vua trong truyền thuyết Hy Lạp. Tên này được đặt cho thành phố từ những người Hy Lạp di cư từ thành phố Megara tới vào năm 657 trước Công nguyên. Thành phố được cho sửa xây lại và đặt tên là Constantinopolis vào năm 330 của Công Nguyên khi Hoàng Đế Constantinus I dời thủ đô về đây. Tên cũ của thành phố rất hiếm khi được sử dụng từ thời điểm này trở về sau, ngoại trừ trong những hoàn cảnh lịch sử hoặc trong thơ ca lãng mạn. Theo Montesquieu thì khi xuất bản quấn Byzantine du Louvre (Corpus Scriptorum Historiæ Byzantinæ) vào năm 1648 và cuốn Historia Byzantina của Du Cange vào năm 1680, các tác giả vẫn tiếp tục sử dụng rộng rãi thuật ngữ tên gọi Byzantine.[9] Thuật ngữ này sau đó biến mất cho đến thế kỷ XIX, khi nó được sử dụng một cách chung chung trong thế giới phương Tây. Trước thời gian này, Đế quốc Ottoman dùng thuật ngữ Hy Lạp để ám chỉ đế quốc Byzantine và các quốc gia thừa kế của nó.[10]

Đế chế Byzantine còn được cư dân của nó gọi là "Đế quốc La Mã", "Đế quốc của người La Mã" (tiếng Latin: Imperium Romanum, Imperium Romanorum; tiếng Hy Lạp: Βασιλεία τῶν Ῥωμαίων Basileia tōn Rhōmaiōn, Ἀρχὴ τῶν Ῥωμαίων Archē tōn Rhōmaiōn), "Romania "(tiếng Latin: Romania, tiếng Hy Lạp: Ῥωμανία Rhōmania), [Chú thích 2] " Cộng hòa La Mã "(tiếng Latin: Res publica Romana, tiếng Hy Lạp: Πολιτεία τῶν Ῥωμαίων Politeia tōn Rhōmaiōn), "Graikia" (tiếng Hy Lạp: Γραικία), và cũng như "Rhōmais" (tiếng Hy Lạp:. Ῥωμαΐς)[13]

Đế chế Byzantine được biết đến như là Đế quốc La Mã bởi các cư dân của nó,[14] mặc dù đế quốc gia đa sắc tộc trong phần lớn lịch sử của nó và vẫn bảo vệ các truyền thống La Mã-Hy Lạp,[15] nó thường được biết đến bởi những người đương thời của phương Tây và phương Bắc như là Đế chế của người Hy Lạp do sự chiếm ưu thế ngày càng tăng của các thành phần người Hy Lạp.[16] Việc sử dụng thuật ngữ Đế chế của người Hy Lạp (tiếng Latin: Imperium Graecorum) ở phương Tây để ám chỉ Đế quốc Đông La Mã cũng có ngụ ý như một sự từ chối công nhận đế chế là kế thừa của Đế quốc La Mã.[17] Những tuyên bố của Đông La Mã rằng họ là kẻ thừa kế chính thống của Đế chế La Mã đã gây ra nhiều tranh cãi ở phương Tây vào thời của Hoàng hậu Đông La Mã Irene của Athena.[18]

Do sự đăng quang của Charlemagne như là Imperator Augustus trong năm 800 khi thấy ngôi vị Hoàng đế của Đế chế La Mã bị bỏ trống với sự trợ giúp của Giáo hoàng Lêô III, người cần giúp đỡ để chống lại kẻ thù của mình ở Roma. Bất cứ lúc nào Đức Giáo hoàng hoặc những người cai trị ở phương Tây khi cần sử dụng tên La Mã để chỉ phía Đông La Mã, họ ưa thích dùng thuật ngữ Imperator Romaniæ,[19]

Trong thế giới của người Ba Tư, người Hồi giáo và người Slav thì đế chế Byzantine được hoàn toàn thừa nhận kế thừa của Đế chế La Mã và gọi họ là روم (Rûm).[20] Trong các tập bản đồ lịch sử hiện đại, Đế quốc Byzantine thường được gọi là Đế quốc Đông La Mã để mô tả về đế quốc trong thời gian từ năm 395-610, sau khi hoàng đế mới lên ngôi Heraclius chuyển đổi ngôn ngữ chính thức từ tiếng Latin sang tiếng Hy Lạp, trong bản đồ mô tả về đế chế kể từ sau năm 610 người ta mới bắt đầu sử dụng thông dụng cái tên Đế quốc Byzantine.