太極宮宮內佈局也非常講究，嚴格按照古代宮室建築原則執行。宮內主體建築採用“前朝後寢”的原則，以朱明門、肅章門、虔化門等宮院牆門爲界，把宮內劃分爲“前朝”和“內廷”前後兩個部分。朱明門、虔化門以外屬於“前朝”部分，以內則爲“內廷”部分。“前朝”部分又按照《周禮》“三朝制度”進行佈局。
外朝——承天門
承天門及東西兩殿爲外朝，是“舉大典，詢衆庶之處”;
中朝——太極殿
以太極殿爲中朝，是皇帝主要聽政視朝之處，每逢朔(初一)、望(十五)之日，皇帝均臨此殿會見羣臣，視朝聽政。另外，皇帝登基，冊封皇后、太子、諸王、公主大典及宴請朝貢使節等也多在此殿舉行。高宗以後，皇帝多移居大明宮和興慶宮，但每遇登基或殯葬告祭等大禮，如德宗、順宗、憲宗、敬宗即位，代宗、德宗葬儀仍移於此殿進行，它在長安三內諸殿中地位最尊。爲行事方便，在太極殿的東側設有門下內省、宏文館、史館，西側設有中書內省、舍人院，爲宰相和皇帝近臣辦公的處所，以備皇帝隨時顧問和根據皇帝旨意撰寫文書詔令;
內朝——兩儀殿
以內廷地區的兩儀殿爲內朝，是帝王與宗人集議及退接大夫之處。兩儀殿因在禁內，只有少數大臣可以人內和皇帝商談國事，故舉止較爲隨便，這裏也經常是太宗歡宴大臣與貢使之處，太宗多次在此殿宴請五品以上官員，它是太極宮內第二大殿。
兩儀殿的東側有萬春殿，西側有千秋殿。
其他
太極殿後爲朱明門，其北爲兩儀門，朱明門與兩儀門之間的橫街即是朝、寢之界。
寢區內又被一條橫街(永巷)分爲前後兩排宮殿，由於這部分是寢宮，防衛更加嚴密，永巷中加設了四道橫門：東橫門、西橫門、日華門、月華門。永巷南是皇帝生活區，即“帝寢”，永巷北師皇后妃子居住區，即“後寢”，絕對禁止外臣進入。前排正中是兩儀殿建築羣，橫街以北，正中是甘露門，門內是寢殿甘露殿。甘露殿左右有神龍殿和安仁殿，再向兩側還有大吉殿、百福殿、承慶殿，諸殿各有院落。
寢區以北是後苑，苑中西部有幾個大池，稱東、西、南海池。圍繞三池佈置有一些園林性質的殿宇，西北隅還有一組山池院，並設有千步廊等建築。東部建有凌煙閣、功臣閣、紫雲閣、凝雲閣等一系列樓閣，凌煙閣內壁繪有唐太宗爲功臣畫的畫像，以表達對開國功臣的追思。
全宮在整個建築佈局上仍然與整個長安城總體佈局相一致，以中軸部位突出主要建築，承天門、太極殿、兩儀殿南北排列，處於全宮的中部，其他殿院與閣門分佈於兩側，左右對稱。這就從建築佈局手法上，突出了這些象徵封建皇權統治的殿門的重要地位。
太極宮的東西兩側分別爲東宮與掖庭宮。兩宮面積均小於太極宮，爲縱長方形結構，建於隋初。
掖庭宮
掖庭宮是宮女居住和犯罪官僚家屬婦女配沒人宮勞動之處。大致分三個區域，中部爲宮女居住區，其中也包括犯罪官僚家屬婦女配沒人宮勞動之處。掖庭宮的北部爲太倉，西南部爲內侍省所在地。內侍省是宦官機構，所謂“內侍奉，宣制令”q)，掌管宮中的一切大事小情。1978年5月，曾在西安城內西五臺以西，距今西安西城牆240米處發現了唐“光化二年(899年)歲次己未六月癸亥朔二十七日己丑建”的《大唐重修內侍省之碑》，位置恰在原掖庭宮的西南，從而證明這裏確曾是內侍省無疑。
東宮
東宮爲太子居住之處，亦稱春宮、儲宮。從隋太子楊勇、楊廣到唐高祖時原太子李建成、後太子李世民及太宗時太子李治等都居住在這裏，從玄宗以後，皇太子“但居於乘輿所幸別院”，才往往隨其父皇住在皇宮內別院。
明德殿
東宮中的最主要宮殿爲明德殿。隋時稱嘉德殿，唐初更名爲顯德殿。後因中宗李顯爲太子住東宮，避其名諱，改稱明德殿。它爲東宮第一正殿，是皇太子接見羣臣和舉行重大政治活動的地方。武德九年(626年)八月九日，太子李世民在高祖李淵遜位後在此殿舉行登基儀式。當時太宗即在此殿聽政，一直到貞觀三年(629年)四月，太上皇李淵由太極宮遷居大安宮後，太宗李世民纔去太極宮中太極殿聽政。另外，東宮中的崇文館也是一處非常重要的政殿。它建於太宗貞觀十三年(639年)，本爲皇太子讀書之處。唐代在此設“崇賢館學士”，以侍講宮中。崇文館又是唐代的貴族學校。唐制規定：“崇文館生二十人，以皇族中緦麻以上親，皇太后、皇后大功以上親，宰相及散官一品功臣，身食實封者，京官職事從三品中書黃門侍郎之子爲之”。另外，崇文館也是宮內祕籍圖書校理之處，是一個大型的皇家圖書館。
