西汉都城遗址位于西安市西北约3公里处，是西汉全国政治、经济、文化的中心，同时也是东西方“丝绸之路”的起点。西汉都城长安是当时世界著名的大城市，面积约36平方公里，平面近方形。城墙为夯土结构，外环宽8米、深3米的城壕。城内有长乐宫、未央宫等主要建筑，以及桂宫、北宫、明光宫等离宫别馆。城西设建章宫遗址，城南设礼制建筑群。

西汉都城长安始建于汉高祖五年（公元前202年），由秦兴乐宫发展而来。刘盈元年至五年（公元前194至前190）修筑城墙。刘彻时期，先后建成了桂宫、北宫、明光宫。武帝还扩建了秦以来的上林苑，开凿了昆明池，并广建离宫别馆。西汉都城遗址是国家5A级景点和全国重点文物保护单位。

西汉末年，长安因战火而毁于一旦。此后，晋朝、前赵、前秦、 后秦、西魏、北周等曾在此短暂定都。西汉都城遗址内的遗物丰富，如绳纹板瓦、筒瓦等建筑材料，以及云纹瓦当等。

西汉200多年间，它是全国政治、经济、文化的中心，也是东西方“丝绸之路”的起点。面积约36平方公里，刘衎元始二年（公元2）人口达24万余，是当时世界著名大都市。西汉末年长安毁于战火。东汉定都洛阳市，以长安为西京。此后的西晋、前赵、前秦、后秦、西魏、北周等，曾在此短暂定都。隋朝另建大兴城（唐名长安）为首都，汉长安城遂荒废。

1952年以后，陕西省文物管理委员会和西安市文物管理委员会对汉长安城遗址作过数次调查。中国科学院考古研究所自1956年开始作了系统的调查和发掘工作，勘探并发掘了城墙、直城门、西安门、霸城门、宣平门、南郊礼制建筑群遗址、城内街道和长乐宫、未央宫、桂宫、北宫以及明光宫和城西建章宫遗址的范围、武库遗址、未央宫周边的建筑遗址。1961年中华人民共和国国务院公布为全国重点文物保护单位。

中华人民共和国建立后，不断加强对汉长安城遗址的保护，划定保护范围，竖立保护标志，严格控制遗址范围内的基本建设工程。遗址范围内建立了村、乡两级基层文物保护小组。

城平面近方形，四面筑有夯土城墙，墙基宽12～16米，至今地面断续残存。东墙长6000米，南墙长7600米，西墙长4900米，北墙长7200米，周长25700米。城墙外侧环有宽约8米、深约3米的城壕。因河道和原有宫殿而使南墙曲折似南斗六星，北墙曲折似北斗七星，故又有斗城之称。城四面各有3个门。从东墙北起：东面是宣平门、清明门、霸城门；南面是覆盎门、安门、西安门；西面是章城门、直城门、雍门；北面是横门、厨城门、洛城门。12个城门的基址均已探明。每个门各有3个门道，门道宽8米（路宽6米），两侧有石础，证明原建有木构门楼。汉末各门皆焚毁，门道内堆满灰烬、炭屑和烧土块。街道笔直平正，经纬分明。8条主要大街长度不一，各宽约45米。每条大街都以水沟间隔成并行的3途；中间是皇帝的御道，两侧为官吏和平民行走的道路。在纵横道路构成的方形、长方形界域内，分布着宫殿、东市和西市以及闾里建筑。宫殿集中于城的中部和南部，约占全城面积的三分之二。东市、西市工商业区在城的西北角。城的东北角是一般居民区。这种布局改进了战国时大小城相套的旧制，把宫殿区、工商业区和居民区同置于一城之中，开创了后世都城建制的格局。

城内的主要建筑有长乐宫、未央宫、桂宫、北宫、明光宫、武库等。城西墙外有建章宫遗址，城南有礼制建筑群。长乐宫位于城东南角，平面近方形，周围夯宫筑宫墙，墙基宽20米，周长1万米，面积约6平方公里。宫墙的四面有门。宫内的殿址破坏严重。未央宫位于城的西南角，平面方形，四面有夯土宫墙，东西长2250米，南北宽2150米。未央宫遗址现有多座夯土台基耸立地表，其中最大的前殿基址，南北长约350米，东西宽约200米，北部最高处达15米。桂宫位于未央宫的北边靠近城的西墙，平面呈南北向的长方形，四面有夯土宫墙，南北长1800米，东西宽880米，现存于夹城堡村东的夯土高台，可能是桂宫的明光殿基址。西城外的建章宫遗址保存下来的遗迹甚多，如北阙、凤阙、太液池及其他一些殿阁的夯土台基仍清楚可见。武库遗址位于长乐宫和未央宫之间，平面为横长方形，四面有夯土围墙，东西长880米，南北宽320米，内有库房基址7处，出土一批铁兵器和铜兵器。南郊的礼制建筑群遗址，以汉辟雍和王莽九庙遗址规模最大，保存较完整。辟雍遗址，平面外圆内方。中间为一座直径62米的圆形夯土台，台上有主体建筑基址，包括主室和四隅的夹室，四边有四堂。这组中心建筑外围方形夯土墙，每边长235米，基宽1.8米，四面辟门，四隅有曲尺形配房。围墙外边为圜水沟，直径约360米，周长1156米，宽2米，深1.8米，沟壁砌砖。圜水沟与四门相对处又各有一小水沟围绕。此组建筑建于刘衎元始年间。王莽九庙遗址，共发现12座建筑基址。1～11号建筑基址为一组，外边围绕每边长1400米的方形夯土墙。12号建筑基址另为一组，位于南墙的外侧中部。这12座建筑基址的形制基本相同，中心是主体建筑，外有近方形的围墙，墙的四面辟门。出土的石础上有“始建国”年号，其位置和规模，都与《汉书·王莽传》所载的“王莽九庙”相符。在汉长安内外还发现汉代制陶、铸钱、冶铸等作坊遗址，如城西北角的六村堡街道、相家巷一带，发现烧造陶俑和生铁的作坊遗址；未央宫北的石渠阁遗址，城东阎新村附近的离宫遗址，城西建章宫遗址范围内的好汉庙、窝头寨，城东南的老君殿、枣园村，昆明池南沧浪河畔的西赵村，城东清明门外等处，都发现有汉代的铸钱作坊遗址；直城门附近则出土有制造兵器的陶范；在城西南角墙外约300米处还出土了铜锭10块。

汉长安城出土遗物非常丰富，以陶质砖瓦建材的数量最多，还有铁器、铜器、石器、金属货币等。各个建筑遗址内部都发现有大批的建筑材料，如绳纹板瓦、筒瓦、脊瓦，云纹瓦当，长乐未央、长生未央、长生无极与天无极、千秋万岁等文字瓦当，回纹方砖、方格纹方砖，素面长条砖以及圆筒形陶水道、陶井圈，石柱础等。铁兵器有刀、剑、矛、戟、镞、甲等；铁工具有斧、、凿、锤、釜等。铜器有鼎、、、釜及铜戈、铜镞等。出土的货币有马蹄金、麟趾金和汉半两、五铢及王莽时的大泉五十、货布、货泉、布泉等铜币。未央宫西北边的一座工官官署遗址内，出土3万多片刻字的骨鉴，内容大多是各地工官向中央政府“供进之器”的记录，是研究西汉经济、官制等方面最具权威性的档案资料。