未央宫总体的布局呈长方形，四面筑有围墙。

    长乐宫与未央宫分列于汉长安城安门大街东西两边，因而它们又分别称为东宫和西宫。汉代尚“右”，方位以“西”为尊，西宫就是皇室正宫，即所谓“公宫”。未央宫又称紫宫或紫微宫，中国古代天文学家分天体恒星为三垣，中垣有紫微十五星，也称紫宫。紫宫是天帝的居室，把未央宫称为紫宫，是因为它是人间皇帝的宫城。

    宫城之内的干路有三条，两条平行的东西向干路贯通宫城，中部有一条南北向干路纵贯其间。两条东西向干路将未央宫分为南、中、北三个区域。

    前殿是未央宫最重要的主体建筑，居全宫的正中，其它重要建筑围绕它的四周。前殿北侧为椒房殿，是皇后居住的地方；更北处建有中国最早的国家图书馆——天禄阁，中国最早的国家档案馆——石渠阁；前殿西侧建有中央官署、少府等皇室官署；前殿西南侧为皇宫池苑区，建有沧池、渐台等。这种主要宫殿居中、居高，辅助宫殿居后及两侧的建筑配置，成为后世皇宫布局的典范。

    未央宫总面积约5平方公里，约占汉长安城面积的七分之一，较长乐宫稍小，但建筑本身的壮丽宏伟则有过之。四面建宫门各一，东门和北门有阙。东阙在东司马门外，正对长乐宫西阙。宫内有殿堂四十余屋，还有六座小山和多处水池，大小门户近百，与长乐宫之间又建有阁道相通。