天坛的建筑设计十分考究，“圜丘”、“祈谷”两坛同建在一个园子内。圜丘坛在南部，是天神的地方。祈谷坛在北部，是祈求丰收的地方。依照古人的思想观念，认为天地的结构是“天圆地方”，因此天坛围墙平面南部为方形，象征地象，北部为圆形，象征天象，此墙俗称天地墙。天坛的主体建筑均集中在南北向的中轴线上，“圜丘”、“祈谷”两坛也在这条中轴线上，各个单体建筑之间用墙相隔，并由一座长360米，宽30米的石桥相连。

     天坛的主体建筑是祈年殿，每年皇帝都在这里举行祭天仪式，祈祷风调雨顺、五谷丰登。祈年殿呈圆形，直径32米，高38米，是三重檐亭式圆殿，宝顶鎏金，碧蓝琉璃瓦盖顶；殿内九龙藻井极其精致，富丽堂皇，光彩夺目。大殿结构十分独特，不用大梁和长檩，檐顶以柱和枋桷承重，中央的四根立柱高19.2米，代表一年中的四季，外围两排各有12根柱子，分别代表十二月和十二时辰。大殿建于高6米的三层汉白玉石台上，使大殿产生出高耸云端的巍峨气势。

     斋宫在西天门内，是皇帝祭天前沐浴斋戒的地方。斋宫外围有两重“御沟”，四周以回廊163间环绕。正殿月台上有斋戒铜人亭和时辰牌位亭。铜人手持斋戒牌，传说是仿照唐代名臣魏征的形象铸造的。东北角的钟楼内高悬着明成祖永乐帝在位时制造的一口太和钟，皇帝祭天时，从斋宫起驾，开始鸣钟，到皇帝登上圜丘坛，钟声即止。祭祀典礼结束时钟声再起，宏亮的钟声为祭祖典礼大壮声威。

     天坛共占地270万平方米，规模宏伟，富丽堂皇，是中国现存最大的古代祭祀性建筑群。它以严谨的规划布局，奇特的建筑结构，瑰丽的建筑装饰著称于世，不仅在中国建筑史上占有重要位置，也是世界建筑艺术的珍贵遗产。

     天坛从选位、规划、建筑的设计以及祭把礼仪和祭祀乐舞，无不依据中国古代《周易》阴阳、五行等学说，成功的把古人对“天”的认识、“天人关系”以及对上苍的愿望表现得淋漓尽至。各朝各代均建坛祭天，而北京天坛是完整保存下来的仅有一例，是古人的杰作。

     天坛建筑处处展示中国古代特有的寓意、象征的艺术表现手法。

     圜丘的尺度和构件的数量集中并反复使用“九”这个数字，以象征“天”和强调与“天”的联系。天坛祈年殿以圆形、以蓝色象征天，殿内大柱及开间又分别离意一年的四季、二十四节气、十二个月和一天的十二个时辰(古代一天分十二时辰，每时辰合两小时)以及象征天上的星座——恒星等。处处“象天法地”是古代“明堂”(中国古代帝王专用的一种礼制建筑，处处象天法地)式建筑仅存的一例，是中国古文化的载体。

     天坛集古代哲学、历史、数学、力学、美学、生态学于一炉，是古代精品代表作。

     天坛在建筑设计和营造上集明、清建筑技术、艺术之大成。祈年殿、皇穹宇是木制构件、圆形平面、形体巨大、工艺精制、构思巧妙的殿宇，是中国古建中罕见的实例。天坛又以大面积树林和丰富的植被创造了“天人协和”的生态环境，是研究古代建筑艺术和生态环境的实物，极具科学价值，是皇家祭坛建筑群中杰出的范例。

     建筑轴线北部的构图中心祈年殿，体态雄伟，构架精巧，内部空间层层升高向中心聚拢，外部台基屋檐圆形层层收缩上举，既造成强烈的向上动感，又使人感到端庄、稳重。色彩对比强烈，而不失协调得体。使人步入坛内如踏祥云登临天界。天坛从总体到局部，均是古建佳作，是工艺精品，极具艺术价值，是华夏民族一个漫长的历史时期思想文化的遗迹和载体。天坛是物化了的古代哲学思想，有着较高的历史价值、科学价值和独特的艺术价值，更有着深刻的文化内涵。