西安天坛位于西安南郊天坛路南，初建于隋而废弃于唐末，它是皇帝进行祭天活动的礼仪建筑，也是西安作为古都仅存的较完好的皇家建筑。原为土堆，作为 "唐天坛遗址"保护。唐代21位皇帝除顺宗、哀宗外均在此处进行过祭天的礼仪。
说起天坛，很多人想起的是北京的天坛，然而在西安，有着比北京天坛更古老、更有历史价值的天坛，由于它被隐秘在一个破旧的院落中，很少有人去关注。
天坛初建于隋而废弃于唐末，古叫圜丘，又名圆丘，后被称作天坛。它位于唐长安城明德门遗址东约950米，即今西安市雁塔区陕西师范大学以南。西安天坛遗址是陕西省第二批文物保护单位，是1957年8月31日公布的。1999年3月社科院考古队考古研究所安家瑶研究员主持发掘出土，整体较为完好。揭露出残存的台壁，摸清了唐代圜丘的基本形制。西安市文物局在2003年～2004年，对天坛组织实施了保护工程。
圜丘为四层圆坛白灰抹面。每层圆坛都设有十二陛(即上台的阶道)，呈十二辰均匀地分布在圆坛四周，分别朝12个方向辐射，大约体现了唐人心目中的天上十二辰，均匀分布于圆坛四周，为子陛、丑陛、寅陛、卯陛、辰陛、巳陛、午陛、未陛、申陛、酉陛、戌陛、亥陛，子、午、卯、酉陛又称北、南、东、西陛。其面南的午陛则宽于其他十一陛，午陛(即南阶)比其余十一陛宽，是皇帝登坛的阶道。
圆坛共有四层，全用土堆砌而成，高约8米，最底层的面径约54米，第二层面径约40米，第三层约29米，第四层（即顶层）约20米，各层高1.5米至2.3米不等，顶层圆心位置可见一小凹坑。隋朝2个皇帝和唐朝19个皇帝都在此祭天，尤其是女皇武则天曾在此祭拜。唐以后圜丘废弃，坛体保留至今。1999年5月回填封土等待保护方案。整个圜丘的建造方式十分独特，整个坛体没有一砖一石，全部是素土夯筑，台壁和台面均用黄泥抹平，所有外露部分又都抹上了一层白灰面。
西安天坛是中国现存最早的皇帝祭天礼仪建筑。中国社科院文物专家安家瑶指出，和北京的天坛相比，位于西安的天坛更具有价值，北京的天坛只有5.4米高，西安的天坛高8米，北京的天坛只在四面有台阶，西安的天坛12面有台阶。北京的天坛建于明、清，西安市的天坛比它早1000多年。西安的天坛世界上独一无二。
其遗址还被列入西安市丝绸之路申报世界文化遗产预备名单中，保护规划已经上报国家文物局，如将来申遗成功的话，将会对外开放。