Die Anlage des Himmelstempelsliegt im ehemaligen Bezirk Chongwen im Süden der Stadt inmitten eines großen Parks. Die gesamte Anlage ist von einer kilometerlangen doppelten Mauer umgeben. Im nördlichen Teil der Anlage haben die Mauern einen runden Grundriss, während der südliche Grundriss viereckig ist. Von oben betrachtet sieht der Mauergrundriss also wie eine langgezogene Kuppel aus. Diese Form rührt aus der Vorstellung, dass der Himmel rund und die Erde eckig sei. Durch die doppelte Mauer um die gesamte Anlage, in einem Abstand von etlichen Metern, entsteht ein innerer und ein äußerer Bereich des Tempels. Die wichtigsten Gebäude der Anlage befinden sich im inneren Bereich. Auch der innere Bereich ist von einer Mauer unterteilt und bildet so einen nördlichen und einen südlichen Teil des Tempels. Im nördlichen Teil befindet sich das wichtigste Gebäude des Tempelbezirks, die „Halle der Ernteopfer“. Der 36 Meter breite und 38 Meter hohe Rundbau hat einen kreisförmigen Grundriss und steht auf einer dreistufigen Marmorterrasse. Die Halle wurde 1420 von Kaiser  Yongle errichtet, brannte 1889 ab und wurde 1890 neu errichtet und ist ein Wahrzeichen Pekings. Dieser nördliche Bereich diente hauptsächlich als Altar im Frühjahr, um für die Ernte zu beten.