Τα κείμενα και οι εικόνες των αγγείων μαρτυρούν ότι στις αρχαίες παραστάσεις πρέπει να υπήρχε κάποιου είδους σκηνογραφία. Θα πρέπει όμως να φανταστούμε τα «σκηνικά» αυτά πολύ διαφορετικά από εκείνα που έχουμε σήμερα στο μυαλό μας.

Το ίδιο το φυσικό τοπίο γύρω από το θέατρο και το κτήριο της σκηνής χρησίμευαν ως βοηθητικά στοιχεία στη δράση. Για παράδειγμα, στην τραγωδία Οιδίπους επί Κολωνώ του Σοφοκλή που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά στο θέατρο του Διονύσου, το δεντροφυτεμένο ιερό μπροστά από το θέατρο συμβόλιζε το ιερό άλσος των Ευμενίδων, τόπο δράσης του έργου. Από τα μέσα του 5ου αι. π.Χ. στο ξύλινο, αρχικά, κτίσμα της σκηνής προστέθηκε μία κεντρική θύρα, από την οποία έβγαιναν και έμπαιναν οι υποκριτές. Αργότερα οι θύρες ήταν συνήθως τρεις. Στην τραγωδία η σκηνή παρίστανε συνήθως ένα παλάτι ή ένα ναό, ενώ στην κωμωδία ένα ή περισσότερα σπίτια, όπου κατοικούσαν οι ήρωες του έργου.

Από τα βασικότερα σκηνικά μιας αρχαίας παράστασης ήταν οι ξύλινοι ζωγραφικοί πίνακες που τοποθετούνταν στην πρόσοψη της σκηνής. Ανάλογα με τον τόπο δράσης του έργου απεικόνιζαν τοπία ή κτίσματα. Ίσως, πάλι, να αρκούσε ένα απλό σύμβολο ζωγραφισμένο στον πίνακα, όπως ένα δέντρο που παρέπεμπε σε ένα άλσος ή ένα ψάρι που έκανε τους θεατές να φαντάζονται τη θάλασσα. Ωστόσο, οι ίδιοι πίνακες χρησιμοποιούνταν για πολλά έργα.

Κομμάτι αγγείου. Πιθανόν παριστάνει στιγμιότυπο από παράσταση άγνωστης τραγωδίας. Απεικονίζεται τμήμα του σκηνικού οικοδομήματος με δύο υποκριτές να παίζουν μπροστά από μία στοά με κίονες. Μία ακόμα μορφή φαίνεται πίσω από μία μισάνοιχτη δίφυλλη πόρτα. Περ. 350 π.Χ., Μουσείο Martin von Wagner, Βύρτσμπουρκ.

Στο σκηνογραφικό εξοπλισμό των παραστάσεων ανήκαν επίσης τα θεατρικά μηχανήματα. Ένα από αυτά ήταν το εκκύκλημα, μία ξύλινη κατασκευή τοποθετημένη επάνω σε ρόδες. Φυλασσόταν στο εσωτερικό της σκηνής και συρόταν προς τα έξω την κατάλληλη στιγμή. Παρουσίαζε στους θεατές το θύμα κάποιου φόνου που είχε συμβεί εκτός σκηνικού χώρου. Η χρήση του ήταν απαραίτητη γιατί στο αρχαίο θέατρο απαγορευόταν η παρουσίαση σκηνών βίας μπροστά στα μάτια των θεατών. Ένα άλλο μηχάνημα ήταν η μηχανή ή γερανός. Μετέφερε από ψηλά στην ορχήστρα τους υποκριτές που είχαν ρόλους θεών και η εμφάνισή τους ήταν καθοριστική για την εξέλιξη του έργου. Τα πρόσωπα αυτά, λοιπόν, αιωρούνταν δίνοντας έτσι την εντύπωση ότι πετάνε. Χρησιμοποιήθηκε συχνά στις τραγωδίες του Ευριπίδη για την εμφάνιση όχι μόνο θεών, αλλά και ανθρώπων.

Αργότερα, στα ελληνιστικά χρόνια τα σκηνικά έπρεπε να αλλάζουν πιο γρήγορα, επειδή η δράση των έργων εκτυλισσόταν σε διαφορετικούς τόπους. Τότε επινοήθηκε ένας ειδικός μηχανισμός, η περίακτος. Την αποτελούσαν τρεις ενωμένοι μεταξύ τους πίνακες που σχημάτιζαν τρίγωνο και περιστρέφονταν γύρω από έναν ξύλινο άξονα. Κάθε πίνακας απεικόνιζε ένα διαφορετικό θέμα. Έτσι, με την περιστροφή της περιάκτου άλλοτε εμφανιζόταν, για παράδειγμα, ένα ορεινό τοπίο και άλλοτε μια παραθαλάσσια περιοχή. Συνήθως τοποθετούσαν τις περιάκτους στις δύο άκρες του λογείου, ώστε να κατατοπίζουν τους θεατές για το χώρο, από τον οποίο έρχονταν κάθε φορά οι ήρωες.

Στις παραστάσεις χρησιμοποιούνταν δύο ακόμα βοηθητικά τεχνικά μέσα, το κεραυνοσκοπείο και το βροντείο. Το κεραυνοσκοπείο ήταν ένας ξύλινος άξονας που συγκρατούσε μεταλλικές επιφάνειες οι οποίες αντανακλούσαν το φως του ήλιου δίνοντας την εντύπωση κεραυνού. Το βροντείο ήταν ένα τεντωμένο δέρμα, πάνω στο οποίο άδειαζαν με δύναμη μολύβδινους βώλους από ένα χάλκινο δοχείο ώστε να προκαλέσουν τον ήχο βροντής.

Τη σκηνογραφία των παραστάσεων συμπλήρωναν κινητές κατασκευές που θύμιζαν βωμούς ή τάφους, καθώς και σκηνικά αντικείμενα διαφόρων ειδών όπως υφάσματα και αγάλματα θεών.