据考，早在新石器时代，泰州一带已有人类居住。夏、商时期，泰州一带人类活动频繁。泰州北郊的天目山古城构筑于商周中晚期至春秋早期。春秋时期，天目山古城曾作为吴国的军事城堡，吴国北上争霸曾会盟诸侯于此。
东晋时有王冶、鹿女在天目山修炼。王冶临走时，藏五丈履等物于井中。梁昭明太子萧统，曾与昭陵王来此敬礼。唐代永徽年间，皇帝曾赐天目山道观名。宋元丰二年（1079年），发运使蒋之奇奉旨来这里祈祷上苍，开右井得鹿角数十支，又获金龙玉璧等物。
自西周以来，古城的上面接连覆盖着汉代、宋代直至明清时代的历史遗迹。古城在下面，后来者居上，最后在山顶建起了一座东岳庙。
天目山遗址依天目山地形而建，呈东西较长、南北较短的椭圆形，面积约2.5万平方米，设外城和内城。
外城呈长方形，面积约2.3万平方米，四周是南北约200米、东西约170米的护城河道。外城里包着一座内城，其东西约70米、南北约55米，面积约3800平方米。
构筑城墙的主体结构材料是土，结构很坚挺。城墙底部宽约20米，两侧坡度约45度，城墙顶面推算高度约10米。
内城南侧的城墙中，有小孩墓葬一座，为长方形的土炕祭祀墓。北侧城墙中有一件祭祀性质的陶罐，周围还有祭祀遗迹。
20世纪70年代中期，人们在天目山遗址发现了宋代和汉代墓葬，出土北宋政和铁钱、两汉陶器、铁剑、铜镜、五铢钱等。80年代初和90年代，地方文物工作者在天目山遗址进行考古调查，获得鬲、豆、罐、箭镞、网坠、铜削等。
21世纪初，天目山遗址发现有河道、城墙、台基、房址、墓葬、排水沟等古遗迹，发现的遗物有陶、铜、石、骨、蚌、牙等质料的人工器物，鹿、獐、犬、鱼、鳖、蚌、鸟等类动物遗骨。
天目山遗址是研究江淮地区春秋史的重要佐证，天目山遗址也为西周至春秋时代不同古城结构的比较和中国古代城市发展模式的研究提供了实物资料。
天目山古城地处古长江河道、古海岸线进退变化区域内，动物遗骨、植物种子和石、骨、陶、蚌、铜等类生产工具的大量发现，为研究古地理、古气候、古环境及该地区原始农业状况和社会生存方式提供了基础性资料。
2011年，姜堰市委、市政府高度重视天目山遗址的保护和利用工作，委托南京博物院古建筑研究所编制了《天目山遗址总体保护规划》，按照“保护和整理核心地区、规划和建设周边地区”的原则，科学保护、合理利用、有序建设，稳步推进天目山遗址的保护与开发利用工作。 [12]
自2012年9月起，泰州市人民政府按照国家规划要求，加大对天目山遗址环境整治、出土文物保护工作，新建遗址博物馆，加强消防安保监控系统，道路、桥梁、绿化、供电供水等基础配套设施建设。
截至2018年8月底，泰州市政府把天目山遗址核心区列为“不开发区”，并申请了750万元资金对遗址进行保护，同时对周边区域进行规划设计，占地200亩的石刻公园即将开建，国际学院片区、智慧片区、数字艺术片区等正在筹备中。
距今三千多年以前，商代纣王荒淫无度，苛政暴敛，民心大乱，有的归附周文王，有的四处逃亡。当时，朝中有一支名宦家族，为避祸乱，逃向江淮东部地带，落脚在一处高台陆地。此地四周多沼泽，芦苇、灌木丛生，麋鹿成群，鸥鹭遍野，鱼虾满泽；更有江淮之水环绕，野生红粟随处可见，土人渔猎为生。家族当下议定在此定居，隐居这世外桃源，用劳动开发这鱼米之乡。从此，族人披星戴月，利用杂树苇草盖起茅屋居住下来，又在土阜前坡，开挖两口深井，如同人的双目。这井水清纯，族人饮水沐浴，竟发现痹疾渐除，便信奉井眼为天神之目，“天目山”由此得名。
他们终年辛勤劳作，不知经过多少代人的努力，农耕、畜牧日益兴盛，附近的“三水”“罗塘”（即今之姜堰）集市贸易已经出现，为保村寨安全和免受水患，族人仿故国城池，就着土阜地势，在四周开挖河沟，挖土加高地面二丈有余，周围垒筑堤墙，又面南集镇架起一座木桥，宛如一座城池。
相传在东晋末年至南朝的宋、齐、梁期间，海陵人王冶曾在这里长期修道。王冶自幼天资聪颖，立志求学，四处访求名师。一日，机缘降临，得终南山一真人道长指点，将被奉为道教鼻祖的道家学说创始人老子的《道德经》和儒家经典之一的《周易》相赠，密意点拨，又授其九阴九阳神功，让他投东瀛天目山仙境潜修。又一日，王冶来到天目古城，因人事沧桑，城寨人烟稀少，在守城老者帮助下方得栖身。他在道观草堂内立一牌位，上书“太上老君之神位”，每天早晚参拜仙师，诵读经文，潜心领悟老子探究宇宙万物演变的奥秘，研习《易经》推测阴阳的玄机。王冶每于修习之余，在道观周围垦植翠竹、松桧，开辟花圃、菜园，又将名山药草引种坡上。平时，他与三水镇北弥勒教院方丈多有交往，常常一起讲经论道，探讨道佛两教经典的哲理。每遇平民病痛求医，他便施以土方草药。因切脉如神，手到病除，百姓誉为神医。
王冶通晓阴阳，加之“九九神功”练得长寿秘诀。一日，他将长寿之道传给守城老汉，老汉夫妇二人高龄方逝，成了古城寿星。天长日久，王冶道行弥深，天目山越来越奇。外地来此求仙方、取神水者，问药求医者，祈寿长生者，络绎不绝，天目古城被视为人间仙境。
