天壇遺址位於西安市陝西師範大學南操場東側,唐長安城明德門遺址東去約950米。南鄰該校體育係中專部學生宿舍,北依該校自考中心女生宿舍,東以磚牆與瓦胡同村相隔,西南距陝西廣播電視發射塔650米。遺址初建於隋,唐代沿用近300年,比北京天壇早1000餘年,是全國範圍內保留下來的惟一一處早於清代的圜丘遺址。
1999年3—5月,中國社會科學院考古研究所西安唐城工作隊對隋唐長安城圜丘遺址進行了考古發掘工作,圜丘的基本形製已經搞清楚。圜丘,又稱“圓丘”,元代以後也稱天壇,是皇帝進行祭天活動的禮製建築。
天壇遺址高出現代地麵8米,經過千餘年風吹雨打、人為破壞,黃土建築的壇體已經坍塌。經過考古工作者艱苦細致的工作,揭露出殘存的台壁根部,解決了唐代圜丘的基本形製。唐代圜丘為四層不同直徑圓台重疊的露天建築。圓台麵徑自下往上逐層均勻遞減,第一層(最下層)圓台麵徑為52.45—53.15米,第二層麵徑為40.04—40.89米,第三層麵徑為28.35—28.48米,第四層麵徑為19.74—20.59米。每層台高也大致相近,第一層為1.85—2.1米,第二層為1.7—1.85米,第三層為1.45—1.75米,第四層為1.75—2.25米。環繞每層圓台,均勻設置十二個陛階,陛階寬1.8—4米。第一層圓台午陛(即南階)比其餘十一陛階寬,也比其餘十一陛階長,是皇帝登壇的階道。
圜丘為素土夯築而成,除了修補部分用少量磚填墊外,沒有發現磚石包砌的痕跡。圜丘的台壁和台麵均用黃泥抹平,其上再抹一層參合了穀殼和麥稈的白灰麵,白灰麵厚0.4—1.1厘米。因此,唐代圜丘的外觀是白色的。考古發掘揭露出來的多層白灰麵的疊壓,各層圓台直徑和圓台高低有所變化,反映出圜丘經過多次小修和數次大修。唐長安城圜丘遺址的發掘,為唐代文獻中祀天禮儀的記載提供了實物證據,也為研究我國禮儀製度的演變及其曆史作用提供了第一手資料。
1957年5月31日,天壇遺址被陝西省人民委員會公布為第二批省級文物保護單位。
2003—2004年,西安市文物局實施了該遺址的保護工程,並通過了國家文物局的驗收。