祈年殿在天坛的北部，也称为祈谷坛，原名大祈殿、大享殿，始建于明永乐十八年（1420年），是天坛最早的建筑物。乾隆十六年（1751年）修缮后，改名为祈年殿。光绪十五年（1889年）毁于雷火，数年后按原样重建。目前的祈年殿是一座直径32.72米的圆形建筑，鎏金宝顶蓝瓦三重檐攒尖顶，层层收进，总高38米。
祈年殿的殿座就是圆形的祈谷坛，三层6米高，气势巍峨。坛周有矮墙一重，东南角设燔柴炉、瘗坎、燎炉和具服台。坛北有皇干殿，面阔五间，原先放置祖先神牌，后来牌位移至太庙。坛边还有祈年门、神库、神厨、宰牲亭、走牲路和长廊等附属建筑。长廊南面的广场上有七星石，是嘉靖年间放置的镇石。
天坛的主体建筑是祈年殿，始建于明永乐十八年（1420年）。每年皇帝都在这里举行祭天仪式，祈祷风调雨顺、五谷丰登。祈年殿呈圆形，直径32米，祈年殿高38米，是一座有鎏金宝顶的三重檐的圆形大殿，殿檐颜色深蓝，是用蓝色琉璃瓦铺砌的，因为天是蓝色的，以此来象征天。
祈年殿在建筑上出色之处是，祈年殿用28根楠木大柱和36块互相衔接的榜、桷，支撑着三层连体的殿檐。这些大柱有不同的象征意义：中央四柱叫通天柱，代表四季；中层十二根金柱，代表十二个月；外层十二根檐柱，代表十二时辰；中外层相加二十四根代表二十四节气；三层相加二十八根，代表二十八星宿；加柱顶八根童柱，代表三十六天罡；宝顶下雷公柱，代表皇帝一统天下。其附属建筑有皇乾殿、祈年门、神库、神厨、宰牲亭、燔柴炉、瘗坎、具服台、走牲路及72间长廊等。长廊南面的广场上有七星石，石上镂刻山形云纹图案，是明嘉靖时放置的镇石。
这座大殿坐落在面积达5900多平方米的圆形汉白玉台基上，台基分3层，高6米，每层都有雕花的汉白玉栏杆。这个台基与大殿是不可分的艺术整体。当游人跨出祈年殿的大门，往南望去，只见那条笔直的甬道，往南伸去，一路上门廊重重，越远越小，极目无尽，有一种从天上下来的感觉。难怪一位法国的建筑专家在游览了天坛之后说：摩天大厦比祈年殿高得多，但却没有祈年殿那种高大与深邃的意境，达不到祈年殿的艺术高度。这座大殿在1889年（清光绪十五年）被雷击起火焚毁，据说，当时殿的大柱是用沉香木做的，燃烧时，清香的气味，数里之外都可以闻到。翌年，皇帝召集群臣商量重建祈年殿。因找不到图样，掌管国家建筑事务的工部便把曾经参加过祈所殿修缮事务的工匠们召集来，让他们根据记忆、口述制成图样，再施工建造。因此，现在的祈年殿是清代光绪年间的建筑，但是，基本建筑形式、结构，还保留着明代的样子。
祈年殿内，天花板处是精致的“九龙藻井”，龙井柱则是描金彩绘。殿内中央有一块平面圆形大理石，石面上的花纹，是自然形成的龙凤花纹，一条行龙抱着一只凤凰，这便是“龙凤石”，即“龙凤呈祥”。相传，这块石头上原来只有凤纹，而殿顶藻井内只有雕龙，年长日久，龙、凤有了灵感，金龙常常飞下来找凤石上的凤凰寻欢。不料有一天正遇见嘉靖皇帝来祭天，在石上跪拜行礼，金龙来不及飞回去，和石上的凤凰一起被嘉靖皇帝压进圆石里面，再也无法出来，从此才变成一深一浅的龙凤石。1889年祈年殿被焚烧时，这块龙凤石被烈火熏烧了一个昼夜，石块虽未被烧碎，但龙纹被烧成浅黑色，凤纹被烧得模糊不清。祈年殿前有东、西配殿各九间，称东庑和西庑，是收藏配神牌位的库房。明代祭天时，除祭祷皇天上帝外，还要配祭皇族朱氏祖先，以及日、月五星，东、西、南、北、中的五大岳，五小岳的五镇，四海四渎（河湖）、风云雷雨、山川、太岁、道教等各神祗和历代帝王等。
