一、天坛的秘密在于易经思想的妙用
天坛位置是先天八卦使然。北京把天坛建在北京内城的正南方、将地坛建在正北方、日坛建在正东方、月坛建在正西方，其理论根据就是《周易》先天八卦图。而四坛中间就是皇帝的都城，由此可见，天、地、日、月坛所代表的卦位，与故都北京内城构成了先天八卦城。
天地日月是八卦中的四正卦。“四正者，乾坤坎离也。观其象，无反复之变，所以为正也。”——邵雍《观物外篇》（注：此处的“四正卦”，由邵雍首创，系指先天八卦中的四正卦，乾坤离坎代表天地日月、南北东西，象征天地运行、日月变化。汉代卦气说中的“四正卦”则指坎震离兑，系后天八卦。
天、地、日、月坛中，天坛为至尊重位置。天坛是明清两代帝王祭天祈谷、夏至祈雨、冬至祈雪的圣地，其目的是祈求来年的风调雨顺。
天坛布局构思中充满易经卦理。
天坛四个门的命名是由《易经》的“乾”卦而来，即“元，亨，利，贞”。
二、天坛形状为天圆地方的来由
中国存在着对天地的敬畏，古人认为天圆地方。一些人想像中的地是平的，像一个大托盘，被巨大的半球形天穹罩着。我国古代天文学家张衡提出的“浑天说”，认为“天之包地，犹壳之裹黄”。在一些人的想象中，地球像一个蛋黄。所以，天坛的形状设计受古老的“盖天说”影响，也把天坛设计为“天圆地方”。
圜丘、祈谷两坛同建在一个园子内。圜丘坛在南部，是天神的地方。祈谷坛在北部，是祈求丰收的地方。依照古人的思想观念，认为天地的结构是“天圆地方”，因此天坛围墙平面南部为方形，象征地象，北部为圆形，象征天象，此墙俗称天地墙。
天坛的主体建筑均集中在南北向的中轴线上，“圜丘”、“祈谷”两坛也在这条中轴线上，各个单体建筑之间用墙相隔，并由一座长360米，宽30米的石桥相连。
三、吉利数字的运用体现”天“的内涵
天坛的特殊性体现一个“天”字上。所以，建筑细节上处处体现为这个至高无上的“天”服务。
天坛圜丘的尺度和构件的数量集中并反复使用“九”这个数字，以象征“天”和强调与“天”的联系。
中国古代认为9为数之极，是最尊贵的象征，因此圜丘坛建筑与9关系极为密切。圜丘坛的中心是一块圆形大理石（称作天心石）。从中心面向外，3层台面每层都铺有9环扇面形状的石板，上层第1环为9块，第2环为18块，第3环为27块，到第9环为81块；中层从第10环的90块到第18环的162块；下层从第19环的171块到第27环的243块。3层总计378个9，共3402块，象征九重天。
四、天坛通过建筑的尺度体现中国人的天文观
祈年殿殿正中有4根高大的通天柱，象征一年有春、夏、秋、冬四季。中层有金柱12根，象征一年的12个月。外层的12根檐柱，象征一年的12个时辰。中、外层相加24根，象征一年的24个节令。三层相加共28根，象征周天二十八星宿。
再加上顶部8根童子柱，为36根柱，象征36天罡。大殿宝顶中心的雷公柱，象征着皇帝的“一统天下”。
圜丘坛四周长160.2丈，总高度5米，分上中下三层。四面石栏上雕刻花纹的石板数也有规定的数目，第一层每面栏板45块，四面共180块，由12个9组成。第3层每面栏板18块，四面共72块，由8个9组成。3层台面的栏板总数为360块，正合历法中一“周天”的360。
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