隋朝建大兴城，宫城也叫大兴宫，位于都城之北中轴线上。可是隋朝时间甚短，不久就被唐朝所取代。唐朝开国，定都就在隋之大兴城，坐享其成，改名长安。唐长安之皇宫，也在隋大兴宫原址，经改建后易名太极宫。太极宫在长安城的正北，东有东宫，西有掖庭宫，掖庭宫为嫔妃所居。整个太极宫规模甚大，东西宽1285米，南北长1492米，是今北京故宫面积的三倍。宫之四周设十座门，南五（中间承天门，东为长乐门、永青门，西为广运门、永安门）东一（通训门），西二（通明门、嘉猷门），北二（玄武门，安礼门）。宫中建筑，按前朝后寝制规范而设，显示出大国气度。宫中三大殿为太极殿、两仪殿、甘露殿，在南北中轴线上。两侧殿宇众多，大吉殿、百福殿、武德殿、承庆殿、万春殿、立政殿、千秋殿、神龙殿、功臣殿、归真观、望云亭等等，殿宇亭阁不胜枚举。在宫中还有山石池水苑囿，气度非凡。
太极宫北玄武门，这是宫中出入之要地，有重兵把守。唐初李世民发动宫廷政变，迫使李渊交出政权，争得帝位，这就是历史上有名的“玄武之变”，其事就发生在玄武门处。后来李世民掌政，并为高祖李渊造了一座豪华的宫苑，位于长安东北。贞观八年（634），宫殿建成，初名永安宫，次年改为大明宫。后来唐高宗李治因患风湿，觉得太极宫太潮湿，所以于龙朔二年（662）对大明宫进行改建、扩建，然后皇宫就迁入大明宫去了。
大明宫如今基址尚存。此宫建于长安城东北的龙首高地，干燥而凉爽，本是李世民为李渊所造的避暑的宫苑，让他年迈享清福，所以宫内布局也就不甚规整。全宫基本上有一条南北的中轴线，最南端为丹风门，向北有含元殿、宣政殿、紫宸殿，然后是御花园、太液池、蓬莱山等，北端为玄武门。大明宫主殿是含元殿，高大雄伟。在另外的建筑中，要数麟德殿为最大，也最豪华。
含元殿为大明宫的正殿，唐高宗李治迁宫后，这个殿就成了他的“金銮宝殿”。含元殿位于大明宫中轴线上，大明宫正门丹风门向北610米处。整座建筑建于高高的龙首原上，并有3米多高的夯土台基。登上含元殿，向南俯瞰，是丹风门内广场；遥望远处，则是长安城和苍翠的南山，风景如画，美不胜收，可说是好风水了。
含元殿遗址至今尚在，还高出周围地面十余米之多。经勘测、查实，含元殿东西宽十一间，南北进深四间。这座建筑的特点不只是大，更在于建筑两侧的处理。在殿前方两侧相距约150米处，对称地建有翔鸾（东）、栖凤（西）两阁。高耸入云的两阁与大殿间曲折的长廊相联，形成围护烘托主殿之作用，使殿宇辉煌无比，而且更富有个性。后来如北京故宫午门上面五凤楼的做法，也有仿效之意象。
含元殿前有三条长达75米的“龙尾道”，自地面直升大殿，这就是所谓“百步金阶”，后来绍兴的禹王庙也仿此做法。中间的一条龙尾道宽25米，两侧的略狭一点。整个龙尾道坡度是有变化的，并有意拉长。自殿下仰视整个宫殿宛如在天上云端，真是显现出大唐鼎盛的雄姿。含元殿是唐高宗以后历代皇帝举行“外朝”的殿宇，唐代诗人王维有《和贾至舍人早朝大明宫之作》诗，其中“九天阊阖开宫殿，万国衣冠拜冕旒”，就是描写这里的盛况。
麟德殿不在宫的中轴线上，而位于太液池西侧的高地上。这里是唐朝皇帝赐宴群臣、大臣奏事、藩臣朝见的地方。据考古发掘和研究，这里还有观看伎乐和设佛事道场活动的场所。整个殿宇有前、中、后三座殿堂组成，平面进深为前殿四间，中殿四间，后殿三间，面阔均为九间。此建筑因为是三殿并接，所以深度大于宽度，深83.5米，宽58.5米，故总面积约5000平方米，是北京故宫太和殿的三倍。在殿的周围绕有一圈回廊，廊阔3米余。在殿的两侧，东为郁仪楼，西为结邻楼。楼之前还设有东、西两亭。据考古学家臆复，认为前殿是单层的，中殿和后殿均为二层的。其左右各有一亭、一楼，建于高台上，与中殿的楼上用飞廊连接。整座建筑高低错落，交接方式多样而统一，真可谓“各抱地势，钩心斗角”（杜牧《阿房宫赋》）。建筑体型复杂，但多样统一，具有建筑造型美，充分体现出中国古代建筑艺术文化精神。麟德殿形态，当然是后人臆复的，但根据遗址和诸文献资料，相信基本如是。
兴庆宫坐落在唐长安城东春明门内。这是一座供皇家使用的宅邸，原是唐玄宗为太子时的住地。后来他登基当了皇帝，次年便立名为兴庆宫。宫的正门朝西，叫兴庆门。宫内多设自然之物如山石、池水、林木之属，所以也可以说是一座园林。宫中以牡丹花最有名，全长安城的牡丹数此处最佳。据记载宫中龙池的东北有沉香亭，这是专为唐玄宗与宠妃杨玉环观赏牡丹花而建造的。这不免令人想起李白的《清平调》，其中第三段曰：
名花倾国两相欢，常得君王带笑看。
解释春风无限恨，沉香亭北倚栏杆。
如今兴庆宫已改为一座公园，即兴庆公园，其实只是原来兴庆宫西南部的一部分。
唐代的另一座皇家宫苑是近临潼骊山北麓的华清官。当时这里是唐玄宗与杨玉环洗温泉浴的地方。“春寒赐浴华清池，温泉水滑洗凝脂。侍儿扶起娇无力，始是新承恩泽时。”（白居易《长恨歌》）华清宫设四门，北门津阳门为宫之正门，南门朝阳门可通南之骊山。东为开阳门，西为望京门。宫内中轴线对称布局。虽为温泉苑囿，但充满皇家气度。宫内洗温泉浴之所曰“汤”，如宜春汤、尚食汤、太子汤、长汤、九龙汤、莲花汤、星辰汤等等。如今华清池及其中诸建筑汤池等遗址多已被发掘。