天壇有壇墻兩重，形成內壇和外壇。壇域北呈圓形，南為方形，寓意“天圓地方”。其主要建筑物在內壇：南有圜丘壇、皇穹宇，北有祈年殿、皇乾殿。連接兩壇的的軸線，是一條長360、寬28、高2.5米的磚石臺，稱為“神道”或“海墁大道”，也叫“丹陛橋”，寓意著上天庭要經過漫長的道路。外壇古柏蒼郁，環繞著內壇，使主要建筑群顯得更加莊嚴宏偉。壇內還有巧妙運用聲學原理建造的回音壁、三音石、對話石等，充分顯示出古代中國建筑工藝的發達水平，不愧為中國保存下來的最大祭壇建筑群。而成立于1919年、始建于北洋政府時期的邊業銀行，在民國十四年（1925）發行的壹角券正面圖景中（圖1），即以鳥瞰圖形式展示了當時天壇風光。

　　天壇的圜丘壇是舉行冬至祭天大典的場所，主要建筑有圜丘、皇穹宇及配殿、神廚、三庫及宰牲亭，附屬建筑有具服臺、望燈等。其中皇穹宇院落位于圜丘壇外壝北側，坐北朝南，圓形圍墻，南面設三座琉璃門，主要建筑有皇穹宇和東西配殿，是供奉圜丘壇祭祀神位的場所。它由環轉16根柱子支撐，外層八根檐柱，中間八根金柱，兩層柱子上設共同的溜金斗拱，以支撐拱上的天花和藻井；殿內滿是龍鳳和璽彩畫，天花圖案為貼金二龍戲珠，藻井為金龍藻井，殿內的斗拱和藻井跨度在中國古建中獨一無二。皇穹宇配殿，歇山殿頂，藍琉璃瓦屋面，正面出臺階六級，飾旋子彩畫，造型精巧。東殿殿內供奉大明之神、北斗七星、金木水火土五星、周天星辰等神版，西殿則是夜明之神、云雨風雷諸神神牌供奉處。皇穹宇殿前甬路從北面數，前三塊石板即為“三音石”。站在第一塊石板上擊下掌，只能聽見一聲回音；站在第二塊石板上擊下掌，可聽見兩聲回音；站在第三塊石板上擊下掌，便聽到連續不斷的三聲回音。此為三塊石板稱為三音石的原因，也有人專門把第三塊石板稱為“三音石”。皇穹宇院落周圍的圓形圍墻，墻高約3.72、厚0.9米，墻身用山東臨清磚磨磚對縫，藍琉璃筒瓦頂，這就是著名的“回音壁”。民國六年（1917）中國銀行發行的壹圓兌換券正面，即有天壇皇穹宇圖景（圖2）。

　　而祈年殿在天壇的北部，是天壇最早的建筑物。目前的祈年殿是座直徑32.72米的圓形建筑，鎏金寶頂藍瓦三重檐攢尖頂，層層收進，總高38米。它按照“敬天禮神”的思想設計，殿為圓形，象征天圓；瓦為藍色，象征藍天。其內部結構比較獨特：不用大梁和長檁，僅用楠木柱和枋桷相互銜接支撐屋頂。殿內柱子的數目，據說也是按照天象建立起來的。內圍的四根“龍井柱”象征一年四季春、夏、秋、冬，中圍的十二根“金柱”象征一年十二個月，外圍的十二根“檐柱”象征一天十二個時辰。中層和外層相加的二十四根，象征一年二十四個節氣。三層總共二十八根象征天上二十八星宿。再加上柱頂端的八根銅柱，總共三十六根，象征三十六天罡。祈年殿的藻井是由兩層斗拱及一層天花組成，中間為金色龍鳳浮雕，結構精巧，富麗華貴，使整座殿堂顯得十分富麗堂皇。而民國時期眾多紙幣正面，如中國銀行的民國二十四年（1935）壹圓（圖3），華中銀行的民國三十五年（1946）貳百圓（圖4）等，均采用了天壇祈年殿的圖景。