天安門城樓是中國傳統的重檐建築，由四個斜頂面、壹個直脊、四個豎脊、四個脊(豎脊的下端是折疊的)和兩側斜層的上部變成垂直的三角墻，形成兩坡和四坡屋頂的混合形式。故有“八檐九脊”之稱。門樓為木結構，正殿飛檐下是有序的鬥拱和橫梁。鬥拱在我國傳統木構架體系中獨具特色，是由鬥形木弓橫桿組成的具有翹曲、拱起、拱起特征的木構件。梁芳分為額坊和檐坊。鬥拱下面是額前方，上面繪有彩畫和金龍圖案。柱間構件稱為檐方，會有金龍、印章圖案。
這座塔的主樓分為兩層。上層是高聳的塔，重檐，黃色琉璃瓦頂。東西寬九米，南北深五間，以“九五”數字作為皇帝威嚴的象征。正面有36個菱形的門窗。塔內所用木材多為楠木，正殿有60根直徑92厘米的紅漆木柱，承擔了屋頂建築的大部分重力。排列整齊，柱頂有藻井和橫梁，繪有金龍和龍紋吉祥彩畫。正面36扇門窗為中國傳統菱形圖案，屋頂天花板沈箱繪有龍紋，大廳縱橫交錯的橫梁繪有金龍和印章；17古樸的大型宮燈，其中最大的稱為主燈，有八面，總高6米，直徑2.8米，重約450公斤；其余16燈為六盞輔助燈，每盞高6米，直徑2.2米，重量約350公斤。每盞燈的壹角都有壹個傘燈。地面被所有的金磚覆蓋，占地約2000平方米。屋頂的正面和垂直脊飾有吻、神仙和動物。
下層為朱紅色裙樓，高13m，四周為琉璃瓦封頂的矮墻，下部為雕刻精美的漢白玉基座，高1.59m，基座為10多米高的紅色墩柱，由每塊重43kg的大磚砌成。塔基四周有漢白玉欄桿和圍欄，雕有蓮花花瓶圖案。
城臺總面積4800平方米，東西兩側各有壹個長100級臺階的樓梯，用於上下城樓，俗稱“馬道”。還有五個拱形門道。中間的門洞最大，高8.82米，寬5.25米。只有皇帝可以進出。城門下有五個城門，中間最大的城門位於北京皇城的中軸線上。在過去，只有皇帝才能從這個大門進出。
天安門城樓是木結構，只是底座是磚混結構。
20世紀60年代，重建小組在天安門廣場最高的屋脊瓦處清點屋脊瓦時，意外地發現了藏在中間黃色琉璃瓦中的阿津·思南木盒。琉璃瓦厚60厘米，寬80厘米。被砸碎後，工人們露出壹個30厘米見方的木箱，裏面有壹對雕刻精美的二龍戲珠圖案。工人用撬棍把木箱戳破後，它變脆了。木盒裏藏著壹顆拇指大小的紅寶石和朱砂。此外，還有五色雜糧，如大豆、高粱、黑豆、小米、玉米等。有些物品無法辨別，金絲楠木箱裏的所有東西後來都被上繳國庫。