孝陵其總體布局分兩部分：一是導引建築的神道，二是陵寢主體建築。由衛崗的下馬坊至文武坊門的神道長約2400米。沿神道依次有：下馬坊、禁約碑、大金門、神功聖德碑碑亭、禦橋、石像路、石望柱、武將、文臣、欞星門。過欞星門折向東北，便進入陵園的主體部分。這條正對獨龍阜的南北軸線上依次有：金水橋、文武坊門、孝陵門、孝陵殿、內紅門、方城明樓、寶頂等建築。孝陵建築布局采用自由與規整相結合的手法，對比十分強烈。如城郭隨地形起落設置，環鍾山而行，綿延22．5公裏；陵宮平麵則規整劃一，中軸對稱，這與朱元璋主持建造的明初京師都城和宮城體製是高度一致的。從下馬坊到大金門的導引部分及整個神道石刻布置蜿蜒曲折，而自內禦河及金水橋起，經陵宮門、享殿前門、享殿、方城及明樓直到寶頂，則又是順一根軸線由南到北，從疏到密，從低到高，層層推進，張弛有度，尊卑分明，在最後部分形成建築質量、密度、高程、工藝上的高潮。專家們還認為，孝陵平麵規劃上采用了中置北鬥星圖式、四方設四像環繞的天象布局手法。
明孝陵十分講究“風水”地貌。它以紫金山為屏，紫金山有東、中、西三峰，這與“華蓋三台，尊極帝位”之說相合。獨龍阜東西分別是龍山、虎山，南偏西為前湖，北部有位於鍾山主峰之下的玩珠峰，這分別象征青龍、白虎、朱雀、玄武四像。正前方有梅花山作為“前案”，更遠處有天印山呈俯伏拜揖之狀，表示“遠朝”。陵宮東、南兩麵有“冠帶水”自東北向西南潺潺流淌，可保王氣聚而不散。它既體現儒家和道家“天人合一”的哲學思想，又符合儒家的禮製秩序，是中國傳統思想的藝術結晶。中國古代哲學和傳統思維模式，給這些地理特征賦予了很深的東方文化內涵。
不僅如此，明孝陵還是中國曆代帝陵製度的集大成者，尤其是它繼承了南方帝王陵寢製度的傳統，如圓丘和長方形陵宮早在六朝時期已廣泛見於南方帝王陵寢建築，朱元璋發揚光大了這種南方傳統，並使之最終成為中國帝陵製度的主流，體現了14世紀下半葉中國文化大勢在空間上的位移，即當時南方地區已成為全國的經濟、文化中心，加上政治的作用，從而造成了帝陵文化的南北整合而以南方體係占主導地位的時代特征。
與前代陵寢不同的是，孝陵一改以前的方形陵墓為圓形，同時將陵墓周圍的圍牆由方形改為長方形，由四周開門改為單獨開門。此外，朱元璋陵墓還取消了前代帝王陵墓中的下宮，僅保留上宮，並擴大了上宮規模，又加建方城、明樓。陵前彎曲的神道，據說是為了繞過孫陵崗上三國時“吳大帝”孫權的墓，也說是與朱元璋迷信“風水”有關，但確實開創了新式的帝陵製度，在北京的明十三陵以至清朝帝王陵墓中，一直得到沿用，影響深遠。
朱元璋是否葬在孝陵
明孝陵之謎，實際上從朱元璋建陵之日起就開始了。關於朱元璋玄宮建築，由於史書未載，也沒有遺存有關資料，加之下葬時“南京十三個城門出棺材”等傳說，故朱元璋的確切葬處一直未能確定。據說玄宮內埋葬著朱元璋本人及馬皇後和46位妃嬪，但這些妃嬪墓葬的遺址卻無蛛絲馬跡，於是孝陵留給後人是重重的迷霧。朱元璋死後不久，就發生了叔叔與侄子爭奪皇位的“靖難之役”，南京皇宮一場大火，使建文帝下落不明，或許也就將僅存的資料燒毀殆盡了。因此，孝陵一直是困擾史學家和考古學家的一道難題。
朱元璋是否葬在獨龍阜，他的陵寢是否就是明孝陵，孝陵是否被盜，這是從明清以來就爭論不休的最大的謎。
民間廣泛流傳著明太祖死後從都城13個城門同時抬出棺材的說法，因此，人們常常懷疑朱元璋是不是真的葬在孝陵裏麵。清代著名史學家全祖望認為在南京朝天宮，趙執信則認為在北京萬歲山。有人說朱元璋葬在皇城的萬歲殿下，又有人說葬在城西朝天宮三清殿下等等。眾說紛紜，成了不解之謎。這些傳說大概是由於朱元璋的性格多疑，再加上他生前殺人太多，怕人掘墓報仇的心理所引起的。傳說的內容很像三國時代曹操死後造了72座疑塚的模式，很有可能是從古代某些帝王的“疑塚說”移植過來的，均無充分的根據。因為孝陵在朱元璋去世以前已經建成，到了朱元璋死的時候，陵墓的一切設施都已就緒。而且，朱元璋是洪武三十一年閏五月死的，南京地區當時已經進入夏季，停靈七天以後，就立即葬入了孝陵。如果在別處另造新陵，在時間上也是來不及的。再則，孝陵的位置緊靠宮城，北倚鍾山，南有皇牆，內有神宮監，外有孝陵衛的官兵日夜巡邏，其安全的程度遠較別處為高。所以，朱元璋是不會遺命舍此而他葬的。此外，朝天宮的地下早年經過部分發掘，確有一座六朝大墓，但明故宮的範圍內從未發現過任何明代大墓的痕跡。至於南郊、西郊和北郊，解放後曾清理發掘過幾百座古墓，還沒有一處值得懷疑是明太祖的葬地。因此，今日的明孝陵應該說就是埋葬朱元璋的地下宮殿的所在地。