漢長安城共有12座城門，每麵3座，每座城門均有3個門道，每個門道的寬度均為6米，相當於4個車軌的寬度，即文獻記載的所謂“三塗洞開”、“方軌十二”。12座城門中，除霸城門、覆盎門、西安門、章城門因入門不遠便是長樂宮和未央宮外，其餘8座城門均有1條通入城內的大街。這8條大街寬闊、筆直，或東西向，或南北向，互相交叉、接合，形成一些“丁”字路口和“十”字路口。其中最長的是安門大街，長約5 400米：最短的是洛城門大街，長約800米。各條大街的寬度均在45—56米之間，其間有兩條排水溝，將全街分為平行的3股。中股道寬約20米，兩側的道路各寬約12米。據記載，中間的稱“馳道”，專供皇帝行走。
長安城中與8座城門連接的8條大街將城內分為11個區，各區的功能不盡相同，建築內容亦不一致。11個區中，未央宮（包括武庫）、長樂宮（包括高廟）、桂宮、北宮、明光宮和東市、西市各占1個區，裏居共占4個區。
長樂宮位於漢長安城東南部，麵積約6平方公裏，為西漢初年高祖劉邦的臨時皇宮。惠帝在未央宮當皇帝後，長樂宮成為西漢一代的太後之宮。宮城四麵應各設1座宮門，但目前未發現北宮門。宮城中部有1條橫貫全宮的東西向幹路，向東通至霸城門，向西與直城門大街相連接。長樂宮內的主要宮殿建築分布在東西向幹路的南部。
未央宮位於漢長安城西南角，宮城平麵近方形，麵積約5平方公裏。宮牆夯築，牆寬約7—8米。宮城四隅各築有角樓。宮城四麵各有1座宮門。宮城之內有幹路3條。未央宮中部有主體建築——前毆基址，後妃宮殿多在前殿以北，後宮首殿椒房殿遺址建築規模宏大。其他宮殿建築則多在前殿東西兩側。未央宮北部和西北部還分布著皇室官署如少府以及中央官署等遺址。未央宮北部有皇室的文化性建築，如天祿閣、石渠閣等。中央官署遺址出土的5萬多枚刻字骨簽，是研究西漢經濟和官製等方麵最具權威性的檔案資料。
北宮、明光宮和桂宮位於長樂宮和未央宮以北。目前北宮遺址的範圍已經確定，平麵呈長方形，周長4 660米。明光宮的考古勘察工作正在進行。桂宮平麵為長方形，周長5 480米，麵積約1．66平方公裏。已勘探出南、北、東宮門各1座。在桂宮內發現多處大型宮殿建築基址。
武庫位於長樂宮和未央宮之間，是長安城中的皇家兵器庫。武庫四周築圍牆，形成平麵呈長方形的大院落，東西長710米，南北寬322米，共有7個庫房，出土了大量鐵兵器。
宗廟、辟雍和社稷等禮製建築位於長安城南郊。宗廟遺址包括12座建築，建築形製均同。傳統上認為它是文獻記載的“王莽九廟”。辟雍遺址平麵外圓內方，主體建築居中，建於圓形夯土台上。
東市和西市位於漢長安城西北部。東市以商業活動為中心。西市以手工業為中心，西市之內有大麵積的手工業作坊遺址，已發掘出製陶、冶鑄和鑄幣作坊遺址。
漢長安城的一般居民大多住在城的東北部，少數皇親國戚、達官顯貴的宅邸在未央宮附近。20世紀80年代以來，在漢長安城遺址東南隅清理漢墓近500座，說明橫亙在漢長安城東南的龍首原是當時一般居民最主要的墓葬區。
從考古材料看，長安城的排水工程已成係統，設施基本完整。長安城內的排水主要靠街道兩邊的排水溝。宮殿、官署等的排水設施主要有地漏、陶質的排水管道。