天坛是明永乐十八年（1420年）仿南京形制建天地坛，合祭皇天后土，当时是在大祀殿行祭典。嘉靖九年（1530年）嘉靖皇帝听大臣言：“古者祀天于圜丘，祀地于方丘。圜丘者，南郊地上之丘，丘圜而高，以象天也。方丘者，北郊泽中之丘，丘方而下，以象地也。”于是决定天地分祭，在大祀殿南建圜丘祭天，在北城安定门外另建方泽坛祭地。嘉靖十三年（1534年）圜丘改名天坛，方泽改名地坛。大祀殿废弃后，改为祈谷坛。嘉靖十七年（1538年）祈谷坛被废，于十九年在坛上另建大享殿，二十四年建成。清乾隆十六年（1751年）改名祈年殿。以后多次修缮、扩建。

　　1900年八国联军曾在天坛斋宫内设立司令部，在圜丘上架炮。文物、祭器被席卷而去，建筑、树木惨遭破坏。1949年中华人民共和国成立后，政府对天坛的文物古迹投入大量的资金，进行保护和维修。进行过多次修缮和大规模绿化，使古老的天坛更加壮丽。现在公园占地200公顷，四面各有一门。园内有二百年以上的古柏二千五百多棵。还有百花园种植了大量的花卉。近年又在百花园北新建了别具有一格的亭廊联接的庭园，增添了园景。

　　1961年，国务院公布天坛为“全国重点文物保护单位”。1998年被联合国教科文组织确认为“世界文化遗产”。 2007年5月8日，天坛公园经国家旅游局正式批准为国家5A级旅游景区。

　　天坛是世界上最大的祭天建筑群。天坛有垣墙两重，分为内坛、外坛两部分，坛域平面北呈圆形，南为方形，象征“天圆地方”。外坛东西长1700米，南北宽1600米，面积270多公顷。主要建筑集中于内坛。天坛主要建筑在内坛的南北中轴线上，圜丘坛在南，祭天，有圜丘、皇穹宇等；祈谷坛在北，祈谷，有祈年殿、皇乾殿、祈年门等，中间有墙相隔。两坛由一座长360米、宽近30米、南低北高的丹陛桥（也称海墁大道或神道）相连。丹陛桥两侧为大面积古柏林。内坛西墙内有斋宫，是祀前皇帝斋戒的居所。外坛西墙内有神乐署、牺牲所等。坛内主要建筑有祈年殿、皇乾殿、圜丘、皇穹宇、斋宫、无梁殿、长廊、双环万寿亭等，还有回音壁、三音石、七星石等名胜古迹。天坛的建筑不仅具有独特的艺术风格，而且有些建筑还巧妙地运用了力学、声学、几何学原理，因此具有重要价值。

　　圜丘坛是举行冬至祭天大典的场所，建于明嘉靖九年（1530），主要建筑有圜丘、皇穹宇及配殿、神厨、三库及宰牲亭，附属建筑有具服台、望灯等。圜丘明朝时为三层蓝色琉璃圆坛，清乾隆十四年（1749）扩建，并改蓝色琉璃为艾叶青石台面，汉白玉柱、栏。圜丘形圆象天，三层坛制，高5.17米，下层直径54.92米，上层直径23.65米，每层四面出台阶各九级。上层中心为一块圆石，外铺扇面形石块九圈，内圈九块，以九的倍数依次向外延展，栏板、望柱也都用九或九的倍数，象征“天”数。圜丘台面石板、拦板及各层台阶的数目均为奇数九或九的倍数。如台面石板以上层中心圆石为起点，第一圈为九块，第二圈为十八块，依次周围各圈直至底层，均以九的倍数递增。各层汉白玉石栏板的数目也是如此。燔柴炉位于圜丘坛外壝内东南，座南朝北，圆筒形，绿琉璃砖砌成，其东西南三面各出台阶九级。燔柴炉是举行冬至祭天大典望燎仪时焚烧祭祀正位（皇天上帝）供奉物用的。

　　皇穹宇院落位于圜丘坛外壝北侧，座北朝南，圆形围墙，南面设三座琉璃门，主要建筑有皇穹宇和东西配殿，是供奉圜丘坛祭祀神位的场所。皇穹宇由环转十六根柱子支撑，外层八根檐柱，中间八根金柱，两层柱子上设共同的溜金斗拱，以支撑拱上的天花和藻井，殿内满是龙凤和玺彩画，天花图案为贴金二龙戏珠，藻井为金龙藻井。皇穹宇殿内的斗拱和藻井跨度在我国古建中是独一无二的。皇穹宇配殿，歇山殿顶，蓝琉璃瓦屋面，正面出台阶六级，饰旋子彩画，造型精巧。东殿殿内供奉大明之神（太阳）、北斗七星、金木水火土五星、周天星辰等神版，西殿则是夜明之神（月）、云雨风雷诸神神牌供奉处。皇穹宇殿前甬路从北面数， 前三块石板即为“三音石”。当站在第一块石板上击一下掌， 只能听见一声回音； 当站在第二块石板上击一下掌就可以听见两声回音；当站在第三块石板上击一下掌便听到连续不断的三声回音。这就是为什么把这三块石板称为三音石的原因，也有人专门把第三块石板称为“三音石”。

　　皇穹宇院落周围的圆形围墙，墙高约3.72米，厚0.9米，墙身用山东临清砖磨砖对缝，蓝琉璃筒瓦顶，这就是著名的“回音壁”。皇穹宇圆形院落的墙壁自然形成音波折射体，磨砖对缝的砌墙方式使墙体结构十分紧密，墙的表面直径651米， 围墙高327米。当人们分别站在东西配殿的后面靠近墙壁轻声讲话，虽然 双方距离相距很远，但是可以非常清楚地听见对方讲话的声音。这是因为圆形十分光滑，对音波的折射。

　　祈谷坛是举行孟春祈谷大典的场所，建于明朝永乐十八年（1420），主要建筑有祈年殿、皇乾殿、东西配殿、祈年门、神厨、宰牲亭、长廊，附属建筑有内外壝墙、具服台、丹陛桥，内坛墙上东南西北各设天门，西外坛墙设祈谷坛门，内坛东部有七星石。祈谷坛的祭坛为坛殿结合的圆形建筑，是根据古代“屋下祭帝”的说法建立的。坛为三层，高5.6米，下层直径91米，中层直径80米，上层68米；殿为圆形，高38米，直径32.7米，三重蓝琉璃瓦，圆形屋檐，攒尖顶，宝顶鎏金。

　　祈年殿由28根楠木大柱支撑，柱子环转排列，中间4根“龙井柱”，高19.2米，直径1.2米，支撑上层屋檐；中间12根金柱支撑第二层屋檐，在朱红色底漆上以沥粉贴金的方法绘有精致的图案；外围12根檐柱支撑第三层屋檐；相应设置三层天花，中间设置龙凤藻井；殿内梁枋施龙凤和玺彩画。祈年殿中间4根“龙井柱”，象征着一年的春夏秋冬四季；中层十二根大柱比龙井柱略细，名为金柱，象征一年的十二个月；外层十二根柱子叫檐柱，象征一天的十二个时辰。中外两层柱子共二十四根，象征二十四节气。

　　皇乾殿是平时供奉祈谷坛祭祀正位和配位神版的大殿，建于明永乐十八年（1420），位于祈谷坛内壝外北侧，由三座琉璃门与祭坛相通。祈谷坛的神厨、神库和宰牲亭与祈谷坛之间由长廊相连，长廊由东砖门至东北方的宰牲亭呈曲尺形，共七十二间，与祈年殿大小三十六根柱子相对应，象征七十二地煞。

　　丹陛桥是连接祈谷坛南砖门及其南天门（成贞门）的甬道，也是连接祈谷坛和圜丘坛的轴线，长360米，宽30米。丹陛桥上有三条石道，中为神道，东御道，西王道，北高南低，北端高4米，南端1米，北行令人步步登高，如临天庭。

　　斋宫建于明永乐十八年(1420），是皇帝举行祭天大典前进行斋戒的场所，位于祈谷坛内坛西南隅。宫内建有无梁殿、寝殿、钟楼、值守房和巡守步廊等礼仪、居住、服务、警卫专用建筑，均采用绿色琉璃瓦，以两重宫墙、两道御沟围护。斋宫布局严谨，环境典雅，是中国古代祭祀斋戒建筑的代表作。无梁殿即斋宫正殿，建于明永乐十八年(1420），绿琉璃瓦庑殿顶，殿内为砖券拱顶，殿前月台崇基石栏，三出陛，正阶十三级，左右各十五级。无梁殿是皇帝白天斋戒场所，殿内陈设朴素，明间所悬“钦若昊天”匾为乾隆皇帝御笔，表达了天子对皇天上帝的虔诚之心。

　　南神厨院建于明嘉靖九年（1530），位于圜丘东，座北朝南，院门南开，主要建筑有神库、神厨、井亭，是圜丘冬至祭天大典之前制作圜丘坛各种祭品的场所。院门外有走牲道与圜丘东棂星门相连，祭时临时搭设走牲棚以运送祭品。建筑规整庄重，是我国祭祀建筑中仅存的几座神厨之一。

　　神乐署是天坛建筑之一，位于天坛西外坛，为明清时期演习祭祀礼乐的场所，被誉为明清两朝最高的礼乐学府。神乐署始见于明永乐十八年（1420年），初称神乐观，观中殿宇众多，环境优美，开有茶肆、药铺，又称天坛道观。清乾隆八年（1743年）改神乐观名为为神乐所。乾隆十九年（1754年）定名为神乐署。天坛神乐署的正殿，原为明清两朝演习祭祀礼乐的殿宇，为歇山顶单檐古建筑，坐西向东，六楹五开间，东西向设穿堂门，殿内面积达600平方米。现开辟为“中和韶乐”展演区，举办古代祭祀乐舞展演，同时作为中和韶乐乐器钟、磬的主要展馆。

　　原天坛公园内有一土山位于祈谷坛内坛西南，丹陛桥西侧，对天坛的总体景观造成了极大破坏。1990年市政府组织搬走土山，恢复了斋宫与丹陛桥之间的景观联系。植物配置是天坛的一个重要组成部分，天坛坛域宽广，气势宏大，建筑集中，在主体建筑周围密植松柏，使中心祭坛苍翠环绕，形成一种庄重、肃穆、宁静、纯洁的祭坛氛围。祈年殿西柏树林西侧，是北京城最大的一片丁香林，占地6300平方米，种有丁香240丛，树龄近50年，在北京城已十分少见。天坛菊花以品种多、养护水平高闻名遐尔，著名的有“瑞雪祈年”、“丹陛金狮”等。