未央宫位于长安城内西南部，包括今大刘寨、小刘寨、柯家寨、周家河湾和卢家口七个村庄。长乐宫与未央宫分布于安门大街东西两边，因而它们又分别称为东宫与西宫。汉代尚“右”，方位上则以西为上。汉代西宫也就是皇宫。
高帝五年（前202），刘邦派丞相萧何对秦的兴乐宫进行修葺扩建，两年后长乐宫建成，接着开始修筑未央宫。刘邦生前已建成了未央宫前殿。未央宫是长安城中最高大的宫殿，是由萧何监督修建的，雄伟壮观，气势盖人。当时汉高祖刘邦颇不以为然，《史记·高祖本纪》云：“（高祖）见宫阙壮甚，怒，谓萧何曰‘天下凶凶，苦战数岁，成败未可知，是何治宫室过度也？’萧何曰：‘天下方未定，故可因遂就宫室。且夫天子以四海为家，非壮丽无以重威，且无令后世有以加也。’高祖乃悦”。后经萧何解释才作罢。刘邦在世时虽然是以长乐宫为皇宫，最后也死在那里，但是刘邦是把未央宫作为新的皇宫修筑的。刘邦死后，刘盈即位，他开始以未央宫为皇宫，终西汉一代未改其制。以后在长安建都的前赵、前秦、后秦、西魏和北周等朝代的皇宫都设在这里。因而未央宫成了中国古代最著名的宫殿建筑群之一。
未央宫规模之大、殿宇之盛，确实在当时达到了一个新的高峰。它以前殿（位于今西安西北郊的西马寨村北）为中心，向四面展开，使宫殿布局协调大方，整齐美观。
未央宫又称紫宫或紫微宫。我国古代天文学家分天体恒星为三垣，中垣有紫微十五星，也称紫宫。紫宫是天帝的居室。把未央宫称为紫宫，因为它是天子的皇宫。未央宫四周筑有宫墙，形成宫城。宫城平面基本呈方形，东西长2150米，南北宽2250米，周长8800米。宫墙厚约8米，面积约5平方公里，占长安城总面积的七分之一。宫城北邻直城门大街，东距安门大街约750米，南面和西面邻近长安城南、西二城墙。
未央宫是在秦章台遗址上修建的。秦时利用龙首山北麓修筑了章台，汉初在章台基础上，又修筑了未央宫前殿。未央宫建筑以前殿为主体，前殿遗址迄今仍然高高屹立在长安城中。其他重要建筑分布在前殿周围，其中以前殿东南和西北部各种宫室建筑最为密集。估计未央宫中，当时各种楼台殿阁不下四十余座。刘庆柱、李毓芳：《汉长安城》，文物出版社2003年。
战国秦汉时代盛行高台建筑，西汉时代的长安宫殿建筑也是一样，并从建筑规模和技艺方面得到了进一步发展。未央宫中以前殿、石渠阁、天禄阁和柏梁台等为代表的宫殿台阁是我国古代高台宫殿建筑中的杰作。
未央宫前殿遗址未央宫宫城四面各辟一门，称宫门，又称司马门。未央宫的四座宫门，以北门和东门来往人员最多，因此萧何在修建未央宫时，先修了北阙和东阙。之所以如此，是因为，一则长安城北部集中了大量的宫殿和人口，人们进出未央宫从北面走方便得多；二则西汉时期，与长安一水之隔的渭北咸阳原上是汉朝皇陵区，而且在长陵、安陵、阳陵、茂陵和平陵均设置了陵邑，五座陵邑是京师重地，集中了大量的官僚和人才。由于帝陵修建和管理的需要，北门作用很大，因而长安城和未央宫的北门都是重要通道。从长安城内布局来看，未央宫位于城内西南隅，桂宫、北宫和明光宫均在其北与东北部，它们与未央宫之间的交通，自然以进出未央宫北门为方便。百官和外国酋长、使者到未央宫朝见天子也入北宫门。而东门阙的修建是由于东边有长乐宫，皇后们住在长乐宫，因此皇帝经常要到东宫去办事。
当时，进入北宫门有南北大街直达未央宫前殿。北宫门外有高大的阙楼，称北阙。阙是门前的两个高耸建筑物，对称分布于门外的门道两旁。皇宫宫门前的阙是宣布国家政令和张贴重要安民告示之处。文武大臣进皇宫宫门之前都要侯于阙下，根据礼仪，他们要在阙下想想自己有什么不足（即“缺”什么）。阙上有罘，罘是把木头镂空雕刻成各种连续的几何图形，观其形状，反复不得其解，所以称为“罘”，实际是“复思”，即反复思考。阙上装饰了罘就是要求大臣朝见皇帝行至阙下要反复考虑其奏章。
西汉一代，谒见皇帝之士，上书奏事之官，都要到北阙之下等候召见。北阙之内有许多重要建筑，如高入云天的柏梁台、学者云集的天禄阁、石渠阁等等，都在北阙附近。北阙之外还有许多达官显贵的宅第，他们以居住在北阙附近而深感荣幸。此外，北阙还是重要的行刑之处，楼兰王和南越王被斩首后，其头颅都曾经悬挂于北阙之下。北门阙和东门阙的修建是根据需要而进行的，和未央宫的坐北面南方向毫无关系，杨宽先生以此认为未央宫面向东是不对的。徐卫民：《论秦西汉都城的面向》，《秦汉历史地理研究》，三秦出版社2005年。
西汉中晚期的历史记载中，多次提到未央宫有金马门。此门名称的来历是因为汉武帝时不惜通过战争得到了一匹大宛的良马，武帝十分喜爱它，于是下令仿照此马铸成了一具金光闪闪的铜马，安放在当时的“鲁班门”之前，并更名“鲁班门”为“金马门”。经考证金马门就是未央宫的北宫门。汉代不少名人，如公孙弘、东方朔、主父偃、严安和徐东等人，都曾待诏金马门。金马门又简称“金门”。未央宫东宫门有东西大街直达未央宫前殿。从礼制上来讲，未央宫东宫门可能比北宫门更重要。诸侯王朝见皇帝都要进东宫门，因此有“朝诸侯之门”之称。皇亲国戚来往于未央、长乐二宫都要出入东宫门。未央宫南宫门与西安门基本上南北相对，从宫门有道路直通前殿南部。未央宫西宫门位于卢家口村南，有东西大街从宫门通往前殿。
汉代门阙复原图未央宫是由庞大的建筑群所组成的。前殿是未央宫的主体建筑，居未央宫正中。它利用了龙首山高大丘陵形成的高台作为殿址。前殿遗址的高大台基，至今仍高高耸立于汉长安城之中，其南北长350米，东西宽200米，高15米。地形由南向北逐渐升高。台基由南向北可分成低、中、高三层台面，中间台面的主体建筑是前殿的中心建筑物。未央宫前殿遗址，是目前我国历史上保存最完整、规模最大、最有代表性、时代较早的高台宫殿建筑遗址之一。
未央宫前殿为西汉一代大朝之地，是宫殿中最重要的地方，因此其建筑之豪华为其他宫殿所不及。刘庆柱、李毓芳：《汉长安城》，文物出版社2003年。据《三辅黄图》记载，其建筑所用的木材都是清香名贵的木兰和纹理雅致的杏木。屋顶椽头贴敷的金箔，在阳光照射下熠熠发光。华贵的大门上装饰着鎏金的铜铺首和闪光的宝石。窗户上雕饰着古香古色的花纹，回廊栏杆上雕刻着清秀典雅的图案。洁白无瑕的玉石础石上耸立着高大的铜柱，使殿堂显得格外壮观，紫红色的地面、金光闪闪的壁带烘托得大殿富丽堂皇、分外壮观。
前殿的正门在南面，叫端门。门前有谒者十人，全副武装，手持长戟，日夜守卫。门内是广阔的庭院。每逢朝会，庭院之中旌旗迎风招展，仪仗浩浩荡荡。功臣列侯诸将军列队站在西边，面向东方；丞相、御史大夫、太常等文职官员列队站在东边，面向西方。庭院之北则是前殿上的三大殿。大朝正殿是中间台面上的大殿，坐北朝南。国家的大事往往是在正殿北部的宣室里决定。由于宣室居于前殿最高处，本身建筑犹如台阁，所以又称“宣室阁”。
前殿正北除宣室外，还有非常室，这是皇帝在前殿下朝的居处。前殿之上还有皇帝冬居之温室殿、夏处之清凉殿。温室殿是汉武帝时修建，殿内有清洁卫生、设计别致的壁炉，炉内以木炭取暖。殿的内壁用椒泥涂抹，墙壁上披挂着文绣的丝帛。殿中的木柱以清香的桂木制成，殿门之内设置了反射出五光十色的云母屏风，紫红色的地面之上，铺放着西域地毯。清凉殿又名延清室。殿内陈放着线雕图案的白色玉石床，床上罩着紫色琉璃帐，床边放着盛有冰块的水晶石制作的鉴盘。《三辅故事》记载，汉武帝的宠臣董偃，经常在清凉殿中休息。夏季的一天，董偃热得喘不过气来，他躺在清凉殿中的玉石床上，仆人从凌室给他取来了大量冰块，放在殿内的许多冰鉴之中，他还觉得没有凉意。于是他索性将床边竹几上的盛放冰块的水晶石鉴盘放在床上，靠近身边。仆人进殿后，看到董偃身边的水晶石鉴盘，以为是冰块置于石床之上，他怕冰融而弄湿石床，于是用手拂动冰块和鉴盘，结果冰盘俱碎。由此可见鉴盘水晶之清莹，虽然近在咫尺，却冰、玉难辨。
未央宫少府遗址西汉皇帝奢侈无度，后宫妃嫔、宫女数量多得惊人。皇帝把她们分成昭仪、婕妤、娥、华、美人、八子、充依、七子、良子、长使、少使、五官、顺常、无涓十四个不同等级。根据她们的不同等级，享受不同的待遇，住进不同宫殿建筑中去。因而，后妃宫室建筑规模相当宏大。
皇后的宫殿称椒房殿，位于前殿北面。椒房殿取名是由于这个宫殿是以椒和泥涂抹墙壁。这样做一则可以使墙壁呈现暖色，室内有温暖感觉；二则可以使宫殿中芳香袭人。椒房殿遗址已经进行了考古发掘，东西150米，南北200米，平面为长方形。其结构与皇帝大朝的前殿一样，由正寝和燕寝两部分组成。
