中國的封建社會以自給自足的農業為主，一年的收成和天氣有著直接的關係。暴雨使水災泛濫；幹旱使莊稼顆粒無收。這些災難是自然災害，以當時的經濟實力根本無法防禦這樣的災害，所以人們很自然地把蒼天當成主宰人類命運的神，祭祀天地很早就成為人類重要的活動了。
祭天地的活動與鞏固和加強政權統治也有著密切的關係。要想國家穩定首先要保證百姓的溫飽問題，因此祭天地備受重視，到後來成了統治者的專有權利。它的重要性超過了祭祀宗廟，成了國家的大禮。國家若遇到皇帝、皇太後駕崩這類大喪，規定停止祭宗廟，但不能停止祭天禮，並把平民百姓或其他人的祭天活動劃為越軌行為。
由於祭祀天地成了曆代帝王的重要政治活動，因此這些祭祀場所在曆代都城中均給予了相應的位置。按周禮規定，祭天場所在都城的南郊，因為古代以南為陽向，北為陰向，天屬陽，應在南；地屬陰，應在北，所以祭地的場所應在北郊；南陽北陰，天地互為對應。另外祭日於東郊，祭月於西郊，因此統稱為“郊祭”。城郊可以避開密集的街市，免除人煙凡俗的喧囂，更接近自然，也更適於祭祀天地日月之神了。明清兩代北京城的這些祭祀場所正是按這種格式安排的，祭天之壇位於南郊，祭地、日、月之壇分別在城的北、東、西郊。明代中葉擴建北京城，才將天壇劃入北京外城牆之內。
天壇是明清兩代帝王祭天、祈穀、祈雨、祈豐年的地方，建於明永樂十八年（公元1420年），占地4184畝，大概是紫禁城麵積的4倍。天壇，是中國現存規模最大、形式最精美的一處祭天建築群，同時也是我國古代建築史上最為珍貴的實物資料與曆史遺產。它運用了各種建築手法與建築形式，充分體現了美學、力學、聲學、幾何學的原理，代表了中國古代建築的最高成就。
天壇的建築和布局帶有濃厚的幻想色彩，它的建築多為圓形，琉璃瓦以藍色為基調，象征著天壇是建在天上。突出天空的遼闊與高遠，從而表現天帝的至尊無上，這是天壇建築設計的中心思想。天壇建築布局最引人注目的一點，即是擺脫了古代建築群中慣用的以中軸線為對稱的設計方案。天壇的建築分為兩部分，主要祭祀建築安排在天壇的偏東中軸線上；另一組建築齋宮位於西部，在西門內通道的南側。
這樣，當人們從西門進入天壇之後，映入眼簾的首先就是那開闊的天宇，神聖、博大與至高無上的天帝立刻在藍天白雲的映襯之下凸現出來，人們頓時會感覺到自身的軟弱與渺小，因此便會心甘情願地向天帝頂禮膜拜，祈求保佑。
天壇的主要建築有三座，北邊是祈年殿，中間是皇穹宇，南邊是圜丘。
祈年殿是天壇的主要建築，外形呈圓形，大殿高38米，直徑為32.72米。上有三層屋簷，頂上覆蓋著藍色琉璃瓦，襯映著青天白雲，瑰麗雄偉；下有三層石台，台前留有寬廣的場院，前設祈年門，左右有配殿，四周有圍牆，大殿坐落在北麵中央，顯得十分宏偉而莊重。祈年殿內用28根楠木大柱環轉排列，中央的四根“龍井柱”，高達19.2米，直徑1.2米，分別代表著春夏秋冬四季。
齋宮是皇帝祭祀天地和舉行祈穀大典前齋戒的別宮，皇帝祭天前在這裏沐浴和齋戒。每年冬至前一天，皇帝住在這裏，以不吃葷食和幹淨的身體表示祭天的誠心和神聖之意。它與天壇的其他建築不同，采用綠色琉璃屋麵，以表示皇帝對上天的虔誠。
皇穹宇是一座平麵為圓形的單層小殿，是平時置放祭天神牌的地方。它左右有配殿，四周用圓形牆圍繞，牆用細磚築造，做工很精細。當兩人站在圍牆內不同的地點貼著牆麵講話時，由於牆麵連續折射的結果，可以清楚地聽見對方的聲音，所以這裏成了有名的“回音壁”。
天壇除了回音壁外，還有一個奇觀就是三音石，站在石板上發聲，可以聽到次數不同的回音。回音壁與三音石奇妙的聲學現象，名列中國四大聲學建築之首。