其實祭祀天地之禮很早存在，而且還是朝廷重要的 政治活動 ，還成了帝王的專利。《禮記》中規定： “ 天子祭天地、祭四方，祭山川，祭五祀”，而諸侯只能“祭山川，祭五祀”。還規定“非其所祭而祭祀，名曰淫祀，淫祀無福。 所以非帝王而祭了天地非但屬越禮的行為，還無效應。
在對天、地、日、月的祭祀中，祭天最為隆重，所以天壇在諸多的祭祀建築中規模最大，建築業最講究。天壇始建於明永樂十八年（1420年）與紫荊城同時完工。後來明嘉靖和清乾隆時期幾次修建，但總體布局始終未變，占地面積達到4184畝，相當於紫禁城的四倍。 天地日月皆屬自然之神，當然適宜於在露天祭祀，為祭祀的隆重和方便，都在祭祀場所的中心，自地面上堆築起壹個高出地面的土丘作為特定的祭祀地，這就是祭祀所用的“壇”。
祭祀天地既然有這樣重要的地位，因此在歷朝規劃和建造都城時都將這些重要的場所放在重要的位置。根據陰陽關系：天陽地陰，日陽月陰，南陽北陰，東陽西陰。北京的天壇、地壇、日壇、月壇分別在都城的南、北、東、西四郊。明朝中葉在原來都城之南加建壹圈外城墻，才把天壇包在外城之內。
天壇的正門位於西面居中的位置，與北京城中軸線永定門內大路相連。進西門直往東走勢第二道西天門。
這是供舞樂人員居住和飼養祭祀用牲畜的地方。
這是供皇帝在祭天前居住的地方，每年冬至前壹天，皇帝出紫禁城來到齋宮，在這裏沐浴齋戒，表示對祭天的虔誠之心和神聖之意。
位於天壇偏東，是壹座露天的圓形壇，明永樂初建時，壇為青色琉璃瓦建造，清乾隆時改為三層石築壇臺，並且加大了圓壇的直徑。現在的圜丘為上下三層白石平臺，每層的四周都圍有石欄桿；圜丘四周沒有房屋建築，只有裏外兩道矮墻相圍，兩道矮墻的四面各有壹座石造的牌樓門。這圓形的圜丘平臺就是皇帝舉行祭天的中心場所，每年冬至皇帝都要在這裏親自主持舉行聲勢浩大的祭天大典。
圜丘裏的奇妙數字
根據陰陽關系，單數為陽，而九則是陽數至極，所以作為帝王祭天的的場所——圜丘，裏面許多的建築布置都與數字九息息相關。九對應著九重天，通過對“九”和“九”的倍數的運用，強調了天至高無上的地位。
圜丘最上的壹層即舉行祭天大禮的場所，壇面全部用青石鋪砌而成，中央壹塊圓石為心，圍繞在中心石的四周皆用扇面石，壹層壹層逐層展開。
第壹層9塊扇面石
第二層十八塊扇面石
第三層27塊扇面石
直到第九層81塊扇面石。
三層平臺四周皆有石欄桿，最上層的四面欄桿，每面各有9塊欄板；第二層每面各有十八塊欄板；第三層則是每面有27塊欄板。
三層平臺之間皆有臺階上下，每層臺階皆為9步。
圜丘之北有壹組皇穹宇建築，主要為壹圓形小殿，平常裏面放昊天上帝的神牌。主殿兩側有配殿，四周有院墻相圍，形成壹個圓形的院落。這面圍墻用細磚築造，做工很精細，所以當兩個人站在圍墻內不同的地點講話時，由於墻面的連續折射，可以相互很清楚的聽到對方的聲音，這裏成了天壇有名的回音壁，這種效果並不是當初有意造成的。
天壇的另壹組祭祀建築祈年殿位於皇穹宇之北。這裏是皇帝每年夏季祈求豐年的地方。主殿祈年殿在明永樂初建成時還是壹座方形的大殿，實行天地合祭。明嘉靖時期實行天地分祭，才將祈年殿改為圓形，專做祈求豐年之用。大殿屋頂三層，上層為青色，中層為黃色，下層為藍色。不過到了清乾隆時期三層瓦頂均改為清壹色的青色琉璃瓦。現在的祈年殿呈圓形，直徑32米，祈年殿高38米，是壹座有鎏金寶頂的三重檐的圓形大殿，殿檐顏色深藍，是用藍色琉璃瓦鋪砌的，因為天是藍色的，以此來象征天。
祈年殿下面有三層白石臺基，坐落在院的落靠北居中，恰有祈年門，後有皇乾殿，左右各有配殿，四周又有院墻相圍，形成壹組祭祀建築群。
祈年殿的藻井
據《風俗通》記載：“今殿作天井。井者，東井之像也。菱，水中之物。皆所以厭火也。”東井即井宿，二十八宿中的壹宿，古人認為是主水的，在殿堂、樓閣最高處作井，同時裝飾以荷、菱、蓮等藻類水生植物，都是希望能借以壓伏火魔的作祟，以護祐建築物的安全。祈年殿內，天花板處是精致的“九龍藻井”，龍井柱則是描金彩繪。殿內中央有壹塊平面圓形大理石，石面上的花紋，是自然形成的龍鳳花紋，壹條行龍抱著壹只鳳凰，這便是“龍鳳石”，即“龍鳳呈祥”。
祈年殿裏的奇妙數字
祈年殿為祈求豐年之地，所用的數字多與農業有關。圓形大殿的柱子分為裏外三層，最裏層為4根柱子，象征著壹年四季。中層的12根立柱象征著壹年12個月；外檐的十二根柱子象征著壹天12個時辰；中外兩層24根柱子象征著壹年24個節氣。中國社會長期以農業為經濟基礎，農業生產的豐歉的確與天時季節密不可分。
圜丘與祈年殿，壹個祭天神，壹個祈豐年，分別位於同壹條中軸線的南北，它們之間用壹條長達360米“丹陛橋”大道相連。這條大道寬30米，高出地面4米，兩旁廣植松柏，人行其上，仰望青天，四周壹片祈福的綠濤，由南往北，仿佛不如昊昊蒼天的懷抱，集中體現了這個祭天環境所需要到達的意境。丹陛橋將兩座不同祭祀內容的建築連接在壹起，成為壹組完整的祭祀建築群體。
古人相信天圓地方之說，昊昊上天是圓的，四面八方無邊無限，蒼茫大地是方的。在天壇，圓與方的形象被大量運用。天壇外兩道圍墻都是上園下方，因為蒼天在上，大地在下。圜丘三層平臺皆為圓形，而其外兩層的矮墻卻是內圓外方；皇穹宇的大殿與圍墻都是圓的；祈年殿的建築和臺基皆為圓形，其外院為方形。