遗址总面积约600万平方米。甘泉宫兴废年代待考。现存遗迹有城墙、大型建筑夯土台基、陶窑等。南城墙长1948米，西城墙长890米，北城墙长1950米，东城墙长880米。城墙残高不等，周长约为5668米，夯土筑成。在遗址中心区现存有西汉的石熊、宋代的石鼓各1件。附近发现有五角形陶水管道、各种陶质建筑材料及生活用具等。
甘泉宫是富丽豪华宫殿群的总称，凉武帝村一带是甘泉宫的主体建筑所在，在此周围还有许多附属宫、观、台建筑，甘泉宫的规模仅次于长安未央宫，史书记载甘泉宫在汉武帝建元中增广后“周回十九里一百二十步，有宫十二台十一”（《关中记》）。两千年前的古宫殿，沿至今天，在遗址上能见到的是零散的建筑台基和城墙残迹，见到的遗物主要是建筑材料，如铺地砖、空心砖、子母砖、板瓦和筒瓦。石刻有汉代石熊、宋代题记石鼓。这些文物，是研究古宫殿的珍贵实物资料。
据史书记载，甘泉宫所在地是“黄帝以来祭天圜邱之处”，是黄帝升仙的地方。又记“匈奴祭天处，本云阳甘泉山下，秦夺其地”。黄帝祭祀神灵，朝诸侯的万灵明庭就在甘泉。秦代在此造林光宫，汉代于其旁起甘泉宫。《史记·秦始皇本纪》：“二十七年，始皇巡陇西、北地，出鸡头山，过回中。焉作信宫渭南，已更命信宫为极庙，象天极。自极庙道通郦山（即“骊山”），作甘泉前殿。筑甬道，自咸阳属之。是岁，赐爵一级。治驰道。”《史记·孝武本纪》：“又作甘泉宫，中为台室，画天、地、泰一诸神，而置祭具以致天神。”《汉书·郊祀志》记载，武帝因齐人李少翁言，“作甘泉宫遗址，中为台室，画天地泰一鬼神，而置祭具以祭天神。”这些记述表明古代祭天神非常隆重，他是传说黄帝，秦、汉帝王在甘泉宫的重要活动之一。
古代重视甘泉宫遗址，秦、汉两朝在此营建宫室，是因为甘泉一带在古代以地势险要闻名。范雎《战国策》中记述：“大王之国，北有甘泉，谷口。”甘泉山是屏障咸阳的前哨。秦始皇为了防御侮，在甘泉宫遗址筑林光宫，又从甘泉至内蒙九原修直道，以利军备。甘泉宫遗址山高气爽，是避暑胜地。而秦始皇到甘泉林光宫，不仅是为了避暑，更有威慑匈奴的安边作用。
西汉时期，甘泉宫遗址的规模仅次于长安未央宫。史书记载甘泉宫在汉武帝建元中增广后，“周回十九里一百二十步，有宫十二台十一”（《关中记》）。另有记载说甘泉宫遗址“宫殿楼观略与建章相比，百官皆有邸舍”（《括地志》）。宫的宏伟壮观由此可见了。《汉书·郊祀志》记载汉代皇帝到甘泉宫：“高祖时五来，文帝二十六来，武帝二十六来，武帝七十五来，宣帝二十五来，初元元年以来亦二十来。”《资治通鉴》记载，唐太宗李世民贞观二十年（646年）曾到甘泉宫。秦汉下降至唐，帝王们往返于甘泉宫遗址，是因为有许多重大朝政决策安排在这里进行，如朝见诸侯，宴飧外国使臣等，而防外侮，安边始终是重要活动内容。
甘泉宫遗址当前地表保存多处大型夯土台基、西城城墙、西城门址、西汉石熊等，历年来遗址本体及周围发现多件石柱础、石砌散水(暂名)、空心砖、瓦当(文字瓦当有甘林、卫、长生未央、长生无极、樱桃转舍等，其他有饕餮纹半瓦当、素面半瓦当、葵纹、云气纹瓦当多种)以及圆形、五角形陶质排水管道、外粗细绳纹、内大小麻点纹筒瓦、板瓦、五铢铜钱等遗物。
2015年，陕西考古研究院的专家完成了甘泉宫遗址的勘探，发现围绕一号、二号墩台(通天台)分布的5处大型建筑遗址以及多处遗迹现象，包含夯土基址150处、柱础石177个、石砌基址6处、踩踏面4处、鹅卵石散水3处等。
本次考古勘探，目的是界定甘泉宫遗址的远四至，了解外墙外遗址的分布与内涵。通过调查确定了同时期遗迹12处，包含陶窑遗迹两处、夯土墙遗迹一处、墓葬封土或建筑台基42座。其地表残存秦汉时期陶片较多，目前观察早可到秦末汉初。
可喜的是外围调查中，发现10余件陶器戳印“云市”、“云亭”文字，进一步确证秦汉云阳县城位于甘泉宫遗址附近。
汉武帝时修建的通天台被确认为众多建筑遗址围绕的中心处一号、二号墩台，根据对二号墩台的考古工作，发现其为高约15米的三层夯土台基结构。底部平面长方形，南北长74米，东西残宽57米，高2米至4米；中部近似方形，南北长40米，东西残宽36米，高4米至6米；顶部近似方形，南北长21米，东西残宽20米，高4米至5米。
在二号墩台（通天台）的三层台基上，共发现柱础石18处，东侧、北侧发现曲尺形的石砌基址，给后人想象甚至重构汉武帝版“通天台”提供了重要资料。
