除祈谷坛和圜丘坛之外，天坛还有两组与众不同的建筑群，即斋宫和神乐署。 斋宫实际是座小皇宫，是专供皇帝举行祭祀礼前斋戒时居住的宫殿，也有城河围护。 神乐署则是隶属于礼部太常寺之下，专门负责祭祀时进行礼乐演奏的官署。它是一个常设机构，拥有数百人的乐队和舞队，平时进行排练，祭祀时负责礼乐。署衙的位置在外坛西部，与斋宫隔墙相邻，是一组标准的衙署建筑。

　　天坛面积辽阔，相当于紫禁城的四倍。在极小占地的建筑周围种植着苍松翠柏，深绿颜色在古代表示崇敬、追念和祈求之意。这也是在坛、庙、陵寝种植松柏的原因。

　　进入天坛，树木葱郁，尤其在南北轴线和建筑群附近，更是古柏参天，树冠相接，把祭坛烘托得十分肃穆。据统计，天坛仅古柏就有4000株。

　　祈谷坛上为祈年殿。殿高33米，直径24.2米，宏伟壮观，气度非凡，是昔日北京的最高建筑之一。祈年殿建于明永乐十八年（1420年）取名大祀殿，为宽12间，纵深36间的黄瓦玉陛重檐垂脊的方形大殿。大祀殿与其说是祭坛，不如说是一座宫殿，后来嘉靖皇帝旨意拆除，并于1545年在大祀殿原址上建成大享殿，清王朝建立后，用它来举行祈谷礼。1751年，正式将大享殿更名为祈年殿。清干隆十六年（1751年）重修祈年殿，更换蓝瓦金顶。光绪十五年（1889年）八月二十四日，雷雨交加，祈年殿不幸被雷电击中，焚烧。因楹柱为檀香木，香飘数里。

　　据传，北京古建筑材料中有着名的四宝，即祈年殿沉香木楹柱，太庙前殿正中三间沉香木梁柱，颐和园佛香阁内铁梨木通天柱，谐趣园中涵远堂内沉香木装修格扇。现在所看到的祈年殿，是雷击后重修的，其形状和结构都与原来的一样。

　　祈年殿是一座宏伟而又极具民族风格的独特建筑，鎏金宝顶三层出檐的圆形攒尖式屋顶，覆盖着象徵“天”的蓝色琉璃瓦，层层向上收缩，檐下的木结构用和玺彩绘，坐落在汉白玉石基座上，远远望去，色彩对比强烈而和谐，上下形状统一而富于变化。它的构造比皇穹宇复杂，外部是三层高阁，内部则是层层相叠而环接的穹顶式，仿佛像砖砌的券殿，但又没有一砖一石，全部采用木结构，28根大柱支撑着整个殿顶的重量。内外楹柱各12根，中间四根楹柱叫通天柱或龙井柱，高18.5米，大头直径1.2米，古镜式的柱础，海水宝相花的柱身，沥粉堆金，支撑着殿顶中央的“九龙藻井”。

　　三音石：皇穹宇殿门外是一条由大长方石铺成的甬路，站在甬道第三块石板上，敝开殿门，并将全殿窗户紧闭，使殿门到殿内正中神龛之间没有任何障碍物，然后面对殿门说话，就可以听到非常洪亮的三声回声，而且站在殿外任何地方都可以听到。由于这声音是在供奉“皇天上帝”的建筑里发出来的，而且回声很大，因而就有“人间偶语，天闻若雷”之说。于是又称这些石板为“天闻若雷石”。还称这些石板为“三才石”，即取天、地、人三才之意。人们必须是站在人石上说话，为让“皇天上帝”听到，还必须打开殿门，而说话的回声便是“皇天上帝”的回答。

　　其实，这种奇妙的现象，正是因为皇穹宇的殿门高，而石阶下面的第三块石板和殿门以及殿内神龛上面的殿顶形成一条直角三角形的斜边。站在第三块石板上说话，声波可以沿着斜线直接传入殿内，碰到圆形殿壁、殿顶后再返回殿外。又因第三块石板位于垣墙的中心，所以站在这里击掌，都能听到它的回声，只是由于声波传播的距离不同，所以才会听到次数不同的回声。由于其他石板与殿门和殿内的壁三点之间难以形成直角三角形的斜线，所以即使站在那里的其它石板上击掌或说话，就不可能听到回声。

　　 回音壁就是皇穹宇的围墙。墙高3.72米，厚0.9米，直径61.5米，周长193.2米。墙壁是用磨砖对缝砌成的，墙头覆着蓝色琉璃瓦。围墙的弧度十分规则，墙面极其光滑整齐，对声波的折射是十分规则的。只要两个人分别站在东、西配殿后，贴墙而立，一个人靠墙向北说话，声波就会沿着墙壁连续折射前进，传到一、二百米的另一端，无论说话声音多小，也可以使对方听得清清楚楚，而且声音悠长，堪称奇趣，给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。所以称之为“回音壁”。