圜丘：平面圆形，共三层，各层都用青色琉璃铺砌坛面和栏杆，边角镶以白石。坛面的直径、高度、踏步、 墙的高度都用五与九之数，以表示对天帝的崇敬（清乾隆年间已将青色琉璃坛面与栏干改为白石）。坛外有两道较矮的围墙，称为“ ”，是坛庙建筑中特有的设置。坛的北面有一座圆形的重檐建筑称为“皇穹宇”，是存放“昊天上帝”牌位的地方，两侧配殿则存放陪祀诸神的牌位。坛东墙外还有神厨、神库、宰牲亭等附属设施。
皇帝冬至祭天，先要斋戒三日，祭前一夕宿于天坛斋宫。祭日凌晨，把天帝的神位由皇穹宇移至坛上，皇帝由斋宫至坛南的具服台更衣，进坛，而后燔柴告天，奏乐迎天神至坛上。皇帝经上香、奠玉帛、行三献礼、望燎送神，才完成祭天礼的全过程。设在坛东南方的燔台燎炉是迎送上帝神灵的标志。
大享殿：其地原有大祀殿。嘉靖二十四年(1545年)撤去大祀殿，仿古代明堂之意，改建成大享殿，建筑式样由明世宗亲自制定。此殿平面为圆形，立于三层白石台基之上，上覆三重檐的攒尖顶屋面。上檐用青琉璃瓦，中檐用黄琉璃瓦，下檐用绿琉璃瓦，代表天、地、万物（清代重建后改为三檐一律用青琉璃瓦，更名为祈年殿，孟春在此行“祈谷”礼）。殿后是存放上帝神位的皇乾殿。
天坛大享殿（祈年殿）
斋宫：是皇帝祭祀前斋戒临时歇宿之处，因地处城郊，所以戒备森严，宫外围筑防御沟及高墙两重，墙外还有值宿警卫廊房一百六十余间。正殿是一座砖拱结构的防火建筑物。殿前月台上设有斋戒铜人亭和时辰牌位亭。亭中铜人手持戒牌告示斋戒日期。
明代天坛的两组主要建筑圜丘与大享殿是前后相隔十五年陆续建成的。两者都采用圆形平面作为构图的基本要素，以此体现中国传统的“天圆地方”的宇宙认知。其中圜丘是扁平的圆台，大享殿则采用高耸的尖顶，这一平一尖，使两个平面相同的建筑物在空间构图上取得了统一中的对比，既和谐，又有变化。尤其巧妙的是联结二者的宽阔甬道由南向北逐渐提升，使大享殿院内地面高出周围数米，登殿四望只见柏海苍茫，如临半空，增加了祭天时所需的神圣气氛。圜丘重台高筑，周围用 墙包络，也能收到同样的效果。
天坛的主要建筑由南而北排列在一条轴线上，近为圆丘，中为皇穹宇，远为大享殿
