圜丘坛为雕砌的三层露天圆台，坛面为艾叶青石，汉白玉栏板、栏柱雕成，两道外方里圆的围墙象征着 “天圆地方”。由于是祭天坛，圜丘的整个结构是对数学的巧妙运用，坛面、台阶、栏杆的石制构件，都取九或九的倍数，即阳数，用以象征天。坛中心的圆形石板，叫天心石（亿兆景从石），站在上面高喊或发出敲击声，周围即起回音，自己听起来声音很大，好似一呼百应。
圜丘坛建于明嘉靖九年（公元1530年），圜丘坛是主要建筑有圜丘、皇穹宇及配殿、神厨、三库及宰牲亭，附属建筑有具服台、望灯等。圜丘明朝时为三层蓝色琉璃圆坛，清乾隆十四年（公元1749年）扩建，并改蓝色琉璃为艾叶青石台面，汉白玉柱、栏。
始建于明嘉靖九年（1530年），按照南京式样建造，用蓝色琉璃砖砌成。清乾隆十四年（1749年）扩建，栏板、望柱改用汉白玉，坛面铺石用文叶青石。坛为露天三层圆形，象征天。古代把一、三、五、七、九单数称为“阳数”，又叫“天数”，而九则是阳数之极。所以，圜丘的层数、台面的直径、墁砌的石块、四周的栏板均用天数，表示天体至高至大。坛圆形三层，最高一层台面直径是九丈，名“一九”；中间一层十五丈，名“三五”；最下一层二十一丈，名“三七”。第一层台面中央嵌一块圆形石板，叫“天心石”。站在天心石上高呼，回音很大，好似一呼百应。四周围绕有九重石块，第一圈是九块扇形板，为一重；第二是十八块，为第一圈的倍数，尔后依次按九的倍数递加，至第九圈为八十一块，称九重。每层四面有台阶，各九级。一层栏板七十二块，二层一百零八块，三层一百八十块，共三百六十块，正合周天三百六十度。圜丘外面有两重谴墙，均为蓝琉璃筒瓦通脊顶，墙身涂朱。内墙是圆形，四面各有棂星门，都是六柱三门。内墙外面东南有燔柴炉一个、瘗坎一个、燎炉五个、西南有三个灯杆。外墙是方形，在东、西门的左、右，各设一个燎炉。北门外是皇穹宇，东门外东北。
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