在律令制国家的二官八省的中央官僚机构中，神祇官是与太政官相并列的机构，负责朝廷的神祇祭祀。朝廷祭祀的神祇是“天神地祇”，“自天而下坐曰神，就地而显曰祇”，“天神者，伊势、山城鸭、住吉、出云国造斋神等类是也。地祇者，大神、大倭、葛木鸭、出云大汝神等类是也”。根据成书于延长五年（927）的《延喜式》记载，律令制国家的天神地祇总数是3132座。令制下的神祇祭祀大致可以分为四时祭和临时祭两大类，其中，四时祭是指每年四季的惯例祭祀，例如春季的祈年祭、镇花祭，夏季的神衣祭、大忌祭、三枝祭、风神祭、月次祭、镇火祭、道飨祭，秋季的大忌祭、风神祭、神衣祭、神尝祭和冬季的相尝祭、镇魂祭、大尝祭（新尝祭）、月次祭、镇火祭、道飨祭等。
祈年祭，成立于天武朝期间（672—686），是每年二月举行的“总祭天神地祇”的祭祀。天皇并不出席祈年祭，祭祀由神祇官主持。其时，百官以及全国官社的神职聚集在神祇官厅，神祇官下属的中臣氏官人宣读祝词，同为神祇官下属的忌部氏官人向全国官社颁予币帛（即班币帛），以祈求神祇护佑年岁无灾、风调雨顺、谷物丰收。根据《延喜式》等文献史料，举行祈年祭的日期，后固定于二月四日。
律令制国家管理下的神社被分为官社和非官社两大级别，其中，官社是指登录在神祇官所管的官社帐（也称神名帐）的神社。例如，根据成书于8世纪的《出云国风土记》记载，当时出云国共有399所神社，其中184所为官社，215所为非官社。祈年祭之时，因为要举行向全国的官社班币帛的仪式，所以官社的神职就必须进京接受币帛。对于远离京城的官社来说，由于“道路僻远，往还多艰”，延历十七年（798）九月，朝廷取消了远离京城的官社的神职上京的规定，由官社所在国的国司代替神祇官向官社颁予币帛。由此有了官币社和国币社之分，前者是指在神祇官接受币帛的官社，后者是指在国衙接受币帛的官社。《延喜式》记载的3132座神祇中，737座位于官币社，2395座位于国币社。官币社与国币社所受到的待遇并不相同，以祈年祭为例，神祇官颁予官币社的币帛种类有绢布类、武器类、鱼介类、海藻类、酒、盐等，而国司颁予国币社的币帛种类很少，只有糸、绵两种。
镇花祭，三月举行。春花飞舞之时，也正是疫病易于流行之际，因此为了镇遏疫病，祭祀大神、狭井二神。大神与狭井二神实际上是同一个神的不同侧面，狭井被视为大神的荒魂。镇花祭的举行场所是大神神社（位于今奈良县樱井市）。祭事之际，大神神社与狭井神社（今大神神社内）的神职首先前往神祇官接受币帛，然后返回神社祭祀。根据《延喜式》，神祇官授给的币帛有绢布类、鹿皮、鹿角、铁、黄蘗、酒、盐等物。
神衣祭，一年举行2次，四月和九月在伊势神宫举行。祭祀前，服部氏、麻绩氏率领织女织造神衣。祭祀之日（《延喜式》规定为十四日），以神衣献奉给神灵。
大忌祭和风神祭，都是一年举行2次的祭祀，祭祀时间分别是在四月和七月，二者常常同时举行。大忌祭在广濑神社（位于今奈良县北葛城郡）举行，其祭祀的目的是祈祷神灵令“山谷水变成甘水，浸润苗稼”，“五谷成熟”。风神祭在龙田神社（位于今奈良县生驹郡）举行，是祈愿风调雨顺的祭祀。大忌祭和风神祭常常是同时举行，朝廷派遣五位以上官位的使者参加祭仪。《延喜式》进一步规定，朝廷派出的参加大忌·风神祭的使者为五位以上的王族或官人各1人、六位以下的神祇官官人各1人。同时，大和国（广濑神社和龙田神社所在国）国司也有次官以上的官人1人专当此祭事。
三枝祭，四月在率川大神神御子神社（位于今奈良市子守町）举行，因为以三枝花装饰祭祀用酒樽，故名三枝祭。祭事之际，率川神社的神职首先前往神祇官接受币帛，然后返回至神社祭祀。
月次祭，一年举行2次，分别是六月和十二月在神祇官厅举行。祭祀举行之日，百官及特定的诸神社的神职集于神祇官厅，中臣氏宣祝词，忌部氏向诸官社的神职颁予币帛，以祈求神灵护佑。根据《延喜式》，月次祭奉币的神祇数为304座（198所神社），占全国总神祇数3132座的近十分之一。月次祭结束之后，当日的晚上，神祇官及其相关下属的官人在宫中设置祭祀场所，举行天皇与神祇共食的神今食祭祀仪式。
镇火祭，一年举行2次，举行时间分别是六月和十二月。顾名思义，镇火祭的目的是为防火灾。祭祀的地点是在宫城的四方外角，由神祇官下属的卜部氏官人钻火而祭。
道飨祭，一年举行2次，分别是在六月和十二月举行。祭祀的日期由卜占决定。祭祀之时，在京城四隅的大道上，由卜部氏以牛皮及鹿皮、猪皮等祭物举行祭祀仪式，其目的是“令鬼魅自外来者不敢入京师”，所以“预迎於路而飨遏”。
神尝祭，九月在伊势神宫举行的祭祀，与九月的神衣祭同日举行。“尝，犹试也。言试尝新谷之始，以祭神衹。”祭祀之际，朝廷派遣奉币使（也称例币使）供币帛于伊势神宫。《延喜式》规定，朝廷派往伊势神宫的奉币使的成员中，既有王族五位以上者，也有神祇官下属的中臣氏、忌部氏官人等。
相尝祭，十一月上卯日在特定的诸官社举行。其时，诸官社的神职将神祇官颁予的币帛奉献于各神社供奉的神前。根据《延喜式》，相尝祭所祭的神祇数71座（41所神社），不同的神社所得到的神祇官的币帛，其品种与数量不尽相同，但都是律令制国家税收中的调庸荷前以及当年的新谷。币帛种类大致有绢布类、鱼介类、海藻类、酒料稻等。
镇魂祭，十一月寅日（上卯日后的寅日）在宫内省厅举行，是护佑天皇的魂不游离出身体之外的祭祀。镇魂意为镇安，即“人阳气曰魂。魂，运也。言招离游之运魂，镇身体之中府”。祭祀之日，宫内省厅设立神座，大臣以下的官人参入，内侍捧入天皇的御衣匣，神祇官下属的御巫、猿女氏等官人歌舞祭神。所祭之神有神魂、高御魂、生魂、足魂、魂留魂、大宫女、御膳魂、辞代主和大直神。
大尝祭（新尝祭），每年的十一月中卯日或下卯日在宫中举行。新尝祭是与祈年祭相呼应的收获季节的祭祀，由天皇亲自向诸神座供奉当年新谷作成的供物（神酒、神馔），感谢神祇护佑新谷收获；同时天皇自己也在神座前饮食供物，即天皇与神祇共食。在干支顺序中，新尝祭的卯日位于寅日和辰日之间，如前所述，寅日举行镇魂祭，而辰日则举行全体官人参加的酒宴（丰明节会）。镇魂祭与新尝祭都具有与天皇自身有关的特点，二者之间存在着密切的关联性。此外，新尝祭举行之日，在神祇官厅，神祇官的官人向特定的198所神社（304座神祇）的神职颁予币帛。
与上述的四时祭不同，临时祭是“凡常祀之外应祭者，随事祭之，非辨官处分，不得辄预常祭”。例如，新天皇的践祚大尝祭；遣唐使、遣新罗使、遣渤海使出发前以及归国后的祭祀；干旱时节的祈雨祭等等。
