未央宫内有宣室、麒麟、金华、承明、武台、钩弋殿等宫殿，另外还有寿成、万岁、广明、椒房、清凉、永延、玉堂、寿安、平就、宣德、东明、岁羽、凤凰、通光、曲台、白虎、漪兰、无缘等殿阁。
前殿
秦汉时代，宫城之中的大朝正殿称“前殿”。前殿筑于龙首山的山丘之上，《西京赋》“疏龙首以抗殿，状巍峨以岌嶪”就记叙了这个情况。
未央宫前殿是未央宫的主体建筑，前殿内又分为前、中、后三大殿，其中的中殿是正殿，皇帝登基、重要朝会、皇家婚丧等大典均在此举行。
未央宫前殿是中国古代历史上保存较完整、规模较大、较有代表性的高台宫殿建筑之一。据文献记载，未央宫以清香名贵的木兰为栋椽，以纹理雅致的杏木作梁柱，屋顶椽头贴敷有金箔，门扉上有金色的花纹，门面有玉饰，装饰着鎏金的铜铺首，镶嵌着各色宝石。回廊栏杆上雕刻着清秀典雅的图案，窗户为青色，雕饰着古色古香的花纹。殿前左为斜坡，以乘车上，右为台阶，供人拾级，础石之上耸立着高大木柱，紫红色的地面，金光闪闪的壁带，间以珍奇的玉石。前殿作为西汉一代大朝之地，其建筑之豪华为其它宫殿所莫及。
前殿是未央宫的主体建筑，凡皇帝登基，朝国群臣，皇家婚、丧大典大礼等均在此殿举行。
椒房殿
西汉时代的皇后宫殿称“椒房殿”，取名是因其宫殿墙壁以椒粉和泥涂抹，这样既以使其殿壁呈暖色，室内有温暖感觉，又可因椒房能使殿中芳香袭人。
椒房殿正殿坐北朝南，殿前设有双阙。宫殿之前置阙十分罕见，非一般宫殿所能为，显示出椒房殿建筑规格之高。
石渠阁
石渠阁是未央宫藏书之所，由西汉丞相萧何主持营建，位于未央宫的西北部。因阁下有石为渠导水，故名石渠阁。石渠阁是西汉时期国家较大的藏书阁。汉宣帝甘露三年（前51年）曾“诏诸儒讲五经同异”，《后汉书·翟酺传》载：“孝宣论六经于石渠，学者滋盛，弟子万数。”
石渠阁是一处国家级重要图书馆。秦末，刘邦率军进占咸阳后，萧何广收秦宫的图书典籍和档案，均收藏于石渠阁内。汉成帝时，又把汉朝政府的国家档案也都放在这里。由于石渠阁中有大量藏书和资料，许多出名文人都到这里查阅过各种文献。西汉中晚期，石渠阁又成了首都的学术中心，学者们在这里参加皇室或中央政府举办的学术讨论会，他们谈古论今，说天道地，有时皇帝还亲临会场，以示重视。
天禄阁
天禄阁，未央宫藏书阁名。西汉初由丞相萧何主持营建，位于未央宫北部。天禄阁得名于天禄，天禄即天鹿，汉代人们认为天鹿是一种象征祥瑞的神兽。
《三辅故事》载：“天禄、石渠并阁名，在未央宫北，以阁秘书”；汉武帝时“建藏书之策，置写书之官，下及诸子传说，皆充秘府”。天禄阁主要存放国家文史档案和重要图书典籍，是中国历史上较早的皇家图书、档案馆，汉代这里藏书多达3090卷。天禄阁聚集着众多出名学者，如杨雄，刘向等。汉成帝时，曾命刘向等人在此进行过一次大规模的图书典籍的整理和校勘工作。刘向聘请了军事、历史、天文、医学等方面的权威人士、出名专家，如步兵校尉任宏、大史令尹咸、侍臣李柱国等人，分校经传诸子诗赋，兵书、数术和方技等书。“每一书成，向辄撰为一录，论其指归，辩其讹谬，叙而奏之”，并著有《别录》，故刘向被后人誉为中国目录学之鼻祖。刘向死后，其子刘歆秉承父业，总括群篇，撰成《七略》，为中国第一部图书分类目录。后人为了纪念大学者刘向的历史功绩，在天禄阁原址上修建了“刘向祠”，以示世人对他的敬仰和怀念。
出名史学家司马迁也是利用天禄阁的藏书，在长安写出了不朽名著一一《史记》。
沧池
位于未央宫西南部，池水周清沏如苍色，故名“沧池”。沧池水由城外泬水从章城门引入，入宫后称“明渠”。沧池既美化了未央宫的环境，又懈决了皇宫之内用水问题。未央宫中用水量很大，沧池在给水方面起了重要作用。可以说，沧池是未央宫中的一座人工水库。《三辅黄图》记载：“沧池中有渐台，高十丈。”渐台实际就是池中假山，它点缀得沧池更加风光秀丽。
少府
秦汉时代十分重要的中央机构，专管帝室财政，其库藏之多要超过国家财政主管部门一一大司农。其机构之大、属官之多，在诸卿中也居首位。这是因为少府负责管理皇帝的私产和供养，实际上是皇室的大总管。
麒麟阁
《庙记》云：“麒麟阁，萧何造。”《资治通鉴》卷二十七胡三省注：“麒麟阁，在未央宫中。张晏曰：‘武帝获麒麟时作此阁，图画其像于阁，遂以为名。’”甘露三年（前51年），汉宣帝“思股肱之美”，图画霍光、张安世、韩增、赵充国、魏相、丙吉、杜延年、刘德、梁丘贺、萧望之、苏武十一人像于麒麟阁，“法其容貌，署其官爵姓名”，“是以表而扬之”。中国古代图写功臣的画像制度即自此开始。
柏梁台
汉武帝元鼎二年（前115年）春建。《三辅黄图·卷五》载：柏梁台“在长安城中北阙内”。柏梁台铸铜为柱，是一座高达二十丈（合今约47米）的高台建筑，因此台建筑以香柏木为梁架，“香闻数十里”，故名柏梁台。又因台顶之上置有铜凤凰，故亦称为凤阙。
未央宫在今西安市西北约3千米处，北距渭河南岸约2千米，位于汉长安城所在的西南至东北走向的龙首原地势最高点。
“形胜”是汉长安城，也是未央宫选址的基本思想。《史记·索隐》引韦昭云：“形胜”即“地形防固、故能胜人也”。“形胜”即山川地貌、地形地势良好，便于进行军事防御。据郦道元《水经注·卷十九·渭水〔下〕》十九载，秦朝时有条黑龙从南山出，饮渭水，经过的路线后来变成山脉，长六十多里，头临渭水、尾达樊川。萧何建造未央宫，“斩龙首而营之”，“山即基阙，不假筑”，正是体现了“形胜”这一点。
“形胜”除了防范水患的需要，还考虑了别的因素，比如安全问题。从安全方面着想，地形、地势在以冷兵器为主的古代军事中尤为重要，有了制高点几乎就有了制胜的基础；从心理因素上说，未央宫是帝国的政治中心，国家的象征，大朝正殿位于帝都长安的最高点，正彰显“非壮丽无以重威”。
汉高祖七年（前200年），丞相萧何主持在秦章台基础上修建未央宫。
汉高祖九年（前198年），未央宫基本建成，成为汉帝国的主要宫殿。
新莽始建国元年（8年）十二月，王莽称帝，以未央宫为皇宫。
新莽地皇四年（23年），更始军攻入长安，火烧未央宫。
东汉一代的皇帝曾先后十一次西上长安祭祖寻宗，其中次数较多的是光武帝刘秀，在他当政期间，曾五次到长安，其目的主要是祭祖、谒陵。
东汉建武十八年（42年），光武帝“行至长安，经营宫室”。
东汉建武十九年（43年），光武帝“修西京宫室”。
东汉永和二年（137年），汉顺帝行幸长安，在未央宫召集三辅郡守都尉及官属，劳赐作乐。
东汉延熹二年（159年），汉桓帝幸未央宫。
东汉初平元年（190年），东汉迁都长安，汉献帝幸未央宫。
东汉初平三年（192年），因董卓被诛引发了在长安城内的激烈战争，未央宫再次被严重破坏。同年四月，汉献帝大病初愈，在未央宫朝会。
西晋惠帝曾于永安元年（304年）的8月至光熙元年（306年）4月在长安停留了一年多的时间，《晋书·惠帝纪》载：“以征西府为宫”。
西晋永嘉七年（313年），晋愍帝修复未央宫，改名太极殿。
前赵光初二年（319年）夏四月，赵昭文帝刘曜对长安宫室进行了较大规模的修建。
后赵建武十一年（345年）初，赵武帝石虎下令雍、洛、秦、并等州出十万人修长安未央宫。
前秦皇始二年（352年）正月，前秦立国，以未央宫作为皇宫。
后秦建初元年（386年）二月，后秦立国，以未央宫作为皇宫。
《南史·宋武帝纪》载：晋义熙十三年（417年），晋将王镇恶攻克长安，后秦亡，南朝宋武帝刘裕曾“谒汉长陵，大会文武于未央殿”。
北魏太和二十一年（497年），北魏孝文帝幸长安，幸未央宫。
西魏永熙三年（534年），西魏以未央宫为皇宫。
北周孝闵帝元年（557年），北周以未央宫为皇宫。
自隋朝迁都起，汉长安城就被包括在皇家禁苑内，成为供皇室专用的风景游览区，在有关唐代的文献记载中多次提到未央宫。
唐代，未央宫作为皇室的三大宫殿之一（禁苑）而存在，是唐代规模较大的苑囿。《旧唐书·地理志》载，禁苑东西长二十七里，南北宽二十三里。《唐两京城坊考》则称东西三十里。苑周有垣墙。东西各设二门，南北各设三门。苑内有离宫亭观，有柳园、桃园、葡萄园、梨园等，皇帝常常来到这里竞渡水嬉、狩猎放鹰、宴饮大臣。还驻有拱卫京城的神策、羽林等禁军。
唐贞观八年（634年），唐高祖在未央宫设宴款待有功之臣。
《玉海·卷一五七》云：“太宗尝幸未央宫，草中见一人带刀，遽引还，顾谓太子纵遣之”。“中宗景龙二年（708年）十二月甲寅，幸汉故未央宫旧基，引从臣赐宴”。
唐宝历二年（826年）五月，唐敬宗李湛修葺未央宫中部分建筑。
唐会昌元年（841年），唐武宗李炎对未央宫进行大规模修葺，也是历史上最后一次对未央宫的修葺工作。
唐朝末年，战乱频仍，未央宫沦为废墟。
未央宫是西汉时期皇帝朝寝的皇宫，长安城内较重要的宫殿建筑群，帝国的权力中枢，皇帝登基、大典、重要朝会都在此举行，在此发生过许多重大历史事件。
未央宫是西汉、新莽、东汉、西晋、前赵、前秦、后秦、西魏、北周、隋、唐等十一个朝代的理政之地和禁苑，存世1041年，是中国历史上使用朝代较多、存在时间较长的皇宫。
未央宫是丝绸之路的东方起点。汉武帝建元二年（前139年），张骞就是在未央宫领取汉武帝的旨意出使西域，从而拉开了轰轰烈烈的凿空之旅。未央宫揭示了丝路发展初期西汉帝国的都城城市文化特征和文明发展水平，见证了西汉帝国对丝路开创所发挥的决定性作用。
未央宫以其宏大的规模、等级森严的建筑规格体系，展示了位于丝绸之路东端的亚洲东方文明发展水平。作为汉帝国权力中心，未央宫是打通西域的决策和指挥中心，见证了汉帝国积极寻求对话与交流、促进了丝绸之路开辟的重要历史功绩，见证了汉长安城在丝绸之路发展历程中，兼具时间与空间上的双重起点价值。未央宫以沿用200余年的东方大帝国权力中心之地位揭示了“丝绸之路”这一人类长距离交通和交流的文化线路之缘起，是丝绸之路文化交流的重要保障。
石渠阁，天禄阁作为西汉王朝的中央图书馆、档案馆，为传播文化知识，保护中华民族古代文化的遗产，作出了不可磨灭的贡献。
未央宫是中国古代规模较大的宫殿建筑群之一，其规划和设计思想对后代宫城和都城的建设规划产生了深远的影响，奠定了中国两千多年宫廷建筑的基本格局。
早在秦代，统治者已注意到以人造山水来美化皇宫环境，如秦始皇就在咸阳宫东边修筑了兰池，建造了蓬莱山。但在皇宫之内修建人工湖、筑造假山却是始于西汉未央宫。汉武帝时修筑的建章宫继承了这一传统，在宫内修了太液池，池中筑了蓬莱岛，这些作法和池山名称，一直为后世帝王宫城所仿效、沿用。
