太极宫宫内布局也非常讲究，严格按照古代宫室建筑原则执行。宫内主体建筑采用“前朝后寝”的原则，以朱明门、肃章门、虔化门等宫院墙门为界，把宫内划分为“前朝”和“内廷”前后两个部分。朱明门、虔化门以外属于“前朝”部分，以内则为“内廷”部分。“前朝”部分又按照《周礼》“三朝制度”进行布局。
外朝——承天门
承天门及东西两殿为外朝，是“举大典，询众庶之处”;
中朝——太极殿
以太极殿为中朝，是皇帝主要听政视朝之处，每逢朔(初一)、望(十五)之日，皇帝均临此殿会见群臣，视朝听政。另外，皇帝登基，册封皇后、太子、诸王、公主大典及宴请朝贡使节等也多在此殿举行。高宗以后，皇帝多移居大明宫和兴庆宫，但每遇登基或殡葬告祭等大礼，如德宗、顺宗、宪宗、敬宗即位，代宗、德宗葬仪仍移于此殿进行，它在长安三内诸殿中地位最尊。为行事方便，在太极殿的东侧设有门下内省、宏文馆、史馆，西侧设有中书内省、舍人院，为宰相和皇帝近臣办公的处所，以备皇帝随时顾问和根据皇帝旨意撰写文书诏令;
内朝——两仪殿
以内廷地区的两仪殿为内朝，是帝王与宗人集议及退接大夫之处。两仪殿因在禁内，只有少数大臣可以人内和皇帝商谈国事，故举止较为随便，这里也经常是太宗欢宴大臣与贡使之处，太宗多次在此殿宴请五品以上官员，它是太极宫内第二大殿。
两仪殿的东侧有万春殿，西侧有千秋殿。
其他
太极殿后为朱明门，其北为两仪门，朱明门与两仪门之间的横街即是朝、寝之界。
寝区内又被一条横街(永巷)分为前后两排宫殿，由于这部分是寝宫，防卫更加严密，永巷中加设了四道横门：东横门、西横门、日华门、月华门。永巷南是皇帝生活区，即“帝寝”，永巷北师皇后妃子居住区，即“后寝”，绝对禁止外臣进入。前排正中是两仪殿建筑群，横街以北，正中是甘露门，门内是寝殿甘露殿。甘露殿左右有神龙殿和安仁殿，再向两侧还有大吉殿、百福殿、承庆殿，诸殿各有院落。
寝区以北是后苑，苑中西部有几个大池，称东、西、南海池。围绕三池布置有一些园林性质的殿宇，西北隅还有一组山池院，并设有千步廊等建筑。东部建有凌烟阁、功臣阁、紫云阁、凝云阁等一系列楼阁，凌烟阁内壁绘有唐太宗为功臣画的画像，以表达对开国功臣的追思。
全宫在整个建筑布局上仍然与整个长安城总体布局相一致，以中轴部位突出主要建筑，承天门、太极殿、两仪殿南北排列，处于全宫的中部，其他殿院与阁门分布于两侧，左右对称。这就从建筑布局手法上，突出了这些象征封建皇权统治的殿门的重要地位。
太极宫的东西两侧分别为东宫与掖庭宫。两宫面积均小于太极宫，为纵长方形结构，建于隋初。
掖庭宫
掖庭宫是宫女居住和犯罪官僚家属妇女配没人宫劳动之处。大致分三个区域，中部为宫女居住区，其中也包括犯罪官僚家属妇女配没人宫劳动之处。掖庭宫的北部为太仓，西南部为内侍省所在地。内侍省是宦官机构，所谓“内侍奉，宣制令”q)，掌管宫中的一切大事小情。1978年5月，曾在西安城内西五台以西，距今西安西城墙240米处发现了唐“光化二年(899年)岁次己未六月癸亥朔二十七日己丑建”的《大唐重修内侍省之碑》，位置恰在原掖庭宫的西南，从而证明这里确曾是内侍省无疑。
东宫
东宫为太子居住之处，亦称春宫、储宫。从隋太子杨勇、杨广到唐高祖时原太子李建成、后太子李世民及太宗时太子李治等都居住在这里，从玄宗以后，皇太子“但居于乘舆所幸别院”，才往往随其父皇住在皇宫内别院。
明德殿
东宫中的最主要宫殿为明德殿。隋时称嘉德殿，唐初更名为显德殿。后因中宗李显为太子住东宫，避其名讳，改称明德殿。它为东宫第一正殿，是皇太子接见群臣和举行重大政治活动的地方。武德九年(626年)八月九日，太子李世民在高祖李渊逊位后在此殿举行登基仪式。当时太宗即在此殿听政，一直到贞观三年(629年)四月，太上皇李渊由太极宫迁居大安宫后，太宗李世民才去太极宫中太极殿听政。另外，东宫中的崇文馆也是一处非常重要的政殿。它建于太宗贞观十三年(639年)，本为皇太子读书之处。唐代在此设“崇贤馆学士”，以侍讲宫中。崇文馆又是唐代的贵族学校。唐制规定：“崇文馆生二十人，以皇族中缌麻以上亲，皇太后、皇后大功以上亲，宰相及散官一品功臣，身食实封者，京官职事从三品中书黄门侍郎之子为之”。另外，崇文馆也是宫内秘籍图书校理之处，是一个大型的皇家图书馆。