先农坛共有庆成宫、太岁殿（含拜殿及其前面的焚帛炉）、神厨（包括宰牲亭）、神仓、具服殿5组建筑群；

另有观耕台、先农坛、天神坛、地祇坛4座坛台，耤田位于观耕台南。

建筑组群与坛台基本都坐落于内坛墙里，仅庆成宫、天神坛、地祇坛位于内坛墙之外，外坛墙之内。 

先农坛的建筑风格一反中国古代传统建筑“中轴突出、两翼对称”的布局原则，根据帝王祭祀活动的实际需要，分为先农神坛与太岁殿、庆成宫、天神地祇坛3个独立群组。

明永乐十八年（1420年），初名山川坛，合祀先农、太岁、风云、雷雨、五岳、五镇、四海、四渎和钟山诸神，并在钟山之下加祀天寿山神。

嘉靖年间（1522—1566年），重订庙坛礼制，形成多种祭祀的格局：分置太岁殿，专祀太岁（木星）；新建天神坛、地祇坛和先农神坛；将山川坛更名为神坛。万历年间（1573年—1620年七月），坛内陆续增建了纛旗庙、神仓、斋宫等，并正式命名为先农坛。