Der erste Schritt für den Bau der Cheops-Pyramide war die Ortsbestimmung. Wichtige Kriterien dafür waren: Die Pyramide musste im Westen stehen, wo die Sonne 
unterging, also der Gott Re seine tägliche Reise beendete. Da Teile des Baumaterials über den Wasserweg befördert wurden, musste der Ort darüber hinaus nahe am Nil sein. Schließlich war ein fester Untergrund erforderlich, der dem Gewicht der Pyramide standhielt.
Nachdem das Gizeh-Plateau als Ort gefunden wurde, musste der Untergrund begradigt werden. Um den Standpunkt wurde ein wasserdichter Wall angelegt. Nun wurden in den Felsenuntergrund kleine Kanäle gezogen. Daraufhin flutete man den späteren Bauplatz und ließ das Wasser langsam ab. Der Pegelstand des Wassers wurde in den Kanälen eingespeichert und alle Erhöhungen entfernt.
Auch hier bewiesen die Ägypter ihre unglaubliche Perfektion. Trotz dieser einfachen Technik kam es nur zu einem Höhenunterschiede von bis zu 2 cm.
Die Ausrichtung der Cheops-Pyramide weicht nur um 0,03° von der Nordrichtung ab, obwohl man im Alten Ägypten noch keinen Kompass besaß. Um die Nordrichtung trotzdem zu bestimmen, entwickelten die Ägypter eine neue Technik. Sie konstruierten eine waagerechte Mauer. Ein Priester setzte sich dahinter, beobachtete die Laufbahn eines Sternes und markiert dessen Auf- und Untergangspunkte an der Mauer, die den künstlichen Horizont bildete. Nun wurden die Linien mit dem Mittelpunkt verbunden und bildeten einen Winkel. Die Winkelhalbierende zeigte die genaue Nordrichtung an.
Für die Cheops-Pyramide wurden Steinblöcke mit einem Gewicht von 2,5 t bis fast 250 t verwendet. Alle ca. 2,5 Millionen Steine wurden mit Werkzeugen aus Kupfer aus dem Felsen geschlagen. Dafür entwickelte man sehr fortschrittliche Werkzeuge, wie Meißel, Hämmer, Sägen und Bohrer. Bei besonders großen Blöcken arbeitete man auch mit plötzlichen Wärmeunterschieden durch Feuer und Wasser sowie mit der Ausdehnung 
von Holz mittels Sprengung.
Der griechische Geschichtsschreiber Herodot schrieb, es hätten 100.000 Menschen ca. 20 Jahre an der Cheops-Pyramide gebaut. Heute geht man davon aus, dass aufgrund der enormen Effizienz mit der gebaut wurde, sogar weit weniger Arbeiter beschäftigt waren.
Der Großteil der Arbeit wurde nur in den Monaten August bis Oktober verrichtet, während der Nil die Felder überschwemmte. Ein großer Vorteil beim Bau der Pyramide war die Tatsache, dass fast alle Menschen freiwillig mitarbeiteten und dies als Ehre empfanden. Sodann mussten die Arbeiter sich während der Nilüberschwemmung nicht selbst versorgen.
Herodot schreibt auch von „Maschinen“, mit deren Hilfe man die Pyramiden errichtet hatte. Trotzdem glauben noch immer die meisten Historiker, dass die Pyramiden mit Hilfe von Rampen errichtet wurden. Manche gehen auch davon aus, die Ägypter hätten mit Gegengewichten und Kurbeln gearbeitet. Sicher ist jedoch, dass die Cheops-Pyramide einen Kern aufweist der aus einer Stufenpyramide besteht. Die Hohlräume wurden daraufhin exakt verschlossen und mit glatt polierten Kalksteinplatten überzogen. Somit mussten die Pyramiden früher einen noch sehr viel größeren Eindruck hervorgerufen haben, bevor später die Platten entfernt wurden, da die Pyramiden, wie viele andere architektonischen Meisterwerke auch, von späteren Völkern als Steinbruch genutzt wurden.
Weitere erstaunliche Details sind: Die fast genau aufeinander zulaufenden Kanten wurden mit bloßem Auge angepeilt. Außerdem ist der Sarkophag breiter als die Schächte, die in das Innere führen, weshalb er noch während des Baus eingeführt worden sein musste.