根据历史文献记载，元世祖忽必烈于1271年建立元朝时，由于都城在上都 (今内蒙古多伦诺尔)，人员往来十分不便，后来决定迁都到北京。当时的北京是金中都，城东北是园林区，有海子、园子，春夏秋冬四季分明。忽必烈决定建都北京，当时叫做大都城，也是汉人刘秉忠进行规划的。
元大都呈正方形。南城墙开三门，中为丽正门，东为顺城门，西为文明门；西城墙开三门，南为平则门，中为和义门，北为肃清门；东城墙开三门，南为齐化门，中为崇仁门，北为光照门；北城墙开二门，东为安贞门，西为健德门。
四面城墙为砖城，城墙笔直，没有一点弯曲，城墙都有马面，在各城门处都建造瓮城，唯有齐化门与和义门的瓮城为方形，其他城门的瓮城均为圆形。周围有护城河环绕。
全城的各个城门之间道路不直通。从丽正门进城后，正对皇宫，一直往北到海子。从文明门进城，往北到光照门内大街，相交成为丁字路。从北部健德门进城后，大街往南直通海子，拐向东南。从安贞门进城，往南直通崇真万寿宫。东西方向的大街也不直通。从齐化门到平则门之间有皇宫、太液池相隔；从崇仁门到和义门之间有海子相隔；从光照门到肃清门之间有北宫相隔。这些都是城内的干道，但不直通。城里有很多东西方向的胡同，在胡同内建四合院住宅。这就是元大都的“大街小巷”的布局方式。
城内的建筑有官府、寺院、庙宇、仓库、皇宫、苑囿、佛塔、殿阁、草场⋯⋯一一穿插在全城之中，占去许多有效用地。其他如河道、海子、太液池等，也用掉许多地方。
城内的皇宫甚大，根据《辍耕录》所记，长宽有480步，大体上与现在的故宫差不多大。
丽正门是元大都的正南门，从天街可以直通。据明萧洵 《元故宫遗录》：“南丽正门内，曰千步廊，可七百步，建灵星门，⋯⋯门内数十步许有河，河上建白石桥三座，名周桥，⋯⋯度桥可二百步，为崇天门。”
元大都和义门
元大都纯粹是根据《周礼·考工记》中的王城图式样，按照“匠人营国，方九里旁三门，国中九经九纬，经涂九轨，左祖右社，面朝后市”的制度设计的。元大都是一座对称式的城池，城中有很多海子，海子的形状、大小、位置，都是不对称的。外国人认为这是中国人的大胆创造。这种设计方式是历代都城所没有的，到元代才这样做，这确实表现出大胆的设计智慧。
元大都平面图
全城的水道也有总体规划，先规划好城内的水道系统，然后才施工建设。这样的施工设计方式，是中国古代哪一个城池都未能做到的。当时除刘秉忠之外，郭守敬也参与了设计。到今天，700多年过去了，上下水道仍然畅通。这说明我们祖先的技术水平是相当高的。
元大都有300多个火巷，实际就是直通的胡同。
元朝末年大都北城失火，火烧的时间很长，把大都北城的房屋都烧掉了，很长时间北城都破破烂烂的。到明代规划北京城时，把元大都北城墙以南5里全部毁弃，北京城的北城墙南移到今安定门、德胜门一线，然后在南城又加建一座外城。
元大都（右上）与金中都（左下）的关系
元大都城内的园林、苑囿很分散，对城池的防卫有很大的意义，但是太分散了，以致无法管理。
元大都土城遗址“蓟门烟树”
此外，元大都的水井特别多，大部分遗留到明清时代，甚至到今天还在使用。例如至今尚存的东、西苦水井，小甜水井、水关、大井沿等。元大都的很多建筑别具风格，以游牧生活为主题，体现出游牧民族的生活习惯。在宫廷中尚有蒙古包，宫廷、庙宇、寺院用方柱，还包上毡毯。
元大都及城内延春阁、大明殿平面图
