Jednotně komponovaný urbanistický sídelní celek Karlína vznikl na počátku 19. století díky potřebě usměrnění nahodile vznikající zástavby, na základě situačního a zastavovacího plánu založeného na pravoúhlé osnově ulic. Jeho autorem, a tím i tvůrcem urbanistického řešení Karlína byl pravděpodobně architekt a stavební inženýr Jiří Fischer. Regulační plán Karlína stanovil základní šachovnicový komunikační rozvrh tvořený třemi podélnými komunikacemi (dnešní Sokolovskou, Křižíkovou a Pernerovou ulicí) a šesti příčnými a stanovil jejich šíři na cca 21,5 metru. V těžišti nové zástavby určil rozměry a umístění plochy budoucího náměstí s kostelem a veřejnými budovami (dnešního Karlínského) a s hlavní komunikační osou procházející středem náměstí (dnešní ulicí Křižíkovou). Jako podélná dálková západovýchodní osa byla potvrzena historická Královská cesta (nová brandýská, dnešní Sokolovská ulice), která měla být od plochy náměstí původně oddělena zástavbou. Plán stanovil také regulace pro činžovní blokovou zástavbu – její výšku a hloubku a další protipožární, hygienická a technická opatření. Plochy pro řemeslné a průmyslové podniky umístil při březích Vltavy, v dostatečné vzdálenosti od hlavních ulic. Původně byla hlavní komunikační osou, dodnes patrnou, v území za branami Nového Města, stará hlavní kupecká cesta, nazývaná brandýská nebo slezská, dnešní Pobřežní ulice, směřující z Nového Města pražského na východ v ose Petrské ulice a procházející starou Poříčskou/Špitálskou branou gotického opevnění v místě pozdějšího nádraží Těšnov. Vyvrcholením zástavby starého Karlína je, od počátku plánovaná, výrazná dominanta – kostel sv. Cyrila a Metoděje na Karlínském náměstí, postavený v letech 1853–1863 podle návrhu architekta Karla Rösnera (1804–1869), upravený architektem Vojtěchem Ignácem Ulmannem (1822–1897). Městský park před kostelem, na ploše náměstí, jehož rozloha a tvar byly do dnešní podoby upraveny v roce 1836, byl zřízen jako náhrada za vykácenou topolovou alej lemující původní východní hranici náměstí. Do podoby Karlína se před polovinou 19. století se vepsalo několik zásadních staveb, které jsou dnes ndílnou součástí památkové zóny. Především obdivuhodné technické dílo probíhající Karlínem v ose dnešní ulice Prvního pluku – železniční viadukt postavený v letech 1846–1849 podle návrhu Ing. Aloise Negrelliho za spolupráce Jana Pernera. Dále první železniční dráha z Vídně přes Olomouc do Prahy – Severní státní dráha na jižním okraji Karlína pod Vítkovem, zprovozněná v roce 1845; klasicistní Ferdinandova kasárna mezi ulicemi Prvního pluku, Křižíkovou a Vítkovou, postavená v letech 1844–1848. Roku 1903 byl Karlín povýšen na samostatné město a na území vojenského cvičiště mezi ulicí Šaldovou a U Invalidovny nastala další etapa výstavby – tzv. Nový Karlín. Centrem urbanistického řešení deseti nových bloků zástavby, postavených do první světové války, jejichž autorství je připisováno karlínskému radnímu, staviteli a architektu Bohumilu Štěrbovi, bylo Lyčkovo náměstí, které je ideálním historickým příkladem plánované tvorby veřejného parku vytyčeného regulačním plánem. Je nejmladší z trojice parkových prostorů navazujících na sebe od Invalidovny směrem k západu. Unikátní je ojediněle zachovalé secesní utváření kompozice a její rozložení před školní budovou ve stejném slohu. Do nového celku byl zakomponován i mimořádný urbanistický počin, ve své době v českých zemích ojedinělý, a to monumentální stavba barokního areálu vojenské invalidovny, postavená v letech 1731–1737 podle koncepce a rozvrhu Josefa Emanuela Fischera z Erlachu a projektu Kiliána Ignáce Dientzenhofera. Jako nástupní parter svébytného barokního celku vznikl park před Invalidovnou a přilehlé Kaizlovy sady. Obě parkové plochy jsou nedílnou součástí komplexu Invalidovny a vytvářejí důstojný nástup od hlavní komunikace, staré brandýské silnice. Jedná se o nejstarší parkové plochy v PZ Karlín. Pravidelná dispozice parku u Invalidovny dotváří monumentálnost budovy a umocňuje její vnímání. Na počátku poslední čtvrtiny 20. století proběhla zhruba v trase novoměstských hradeb výstavba mohutného tělesa severojižní magistrály. Tato obří dopravní stavba vytvořila předěl mezi oblastí Karlína a Nového Města a setřela historický charakter blízkého okolí. Další rozsáhlejší demolice historické zástavby proběhly v sousedství těšnovské oblasti, v souvislosti s výstavbou stanice metra Florenc. Po roce 1989 začalo docházet ke konverzím industriálních areálů a především po povodni v roce 2002, která území Karlína zasáhla plnou silou, zde nastala stavební konjunktura.