敬天曰“祀”，孝祖曰“祭”。所谓祭祀，意为敬神、求神及祭拜祖先。原始社会的先民认为人的灵魂可以离开躯体而存在，祭祀便是这种灵魂观念的派生物。最初的祭祀活动比也比较野蛮和简单，人们在石岩上画出日月星辰野兽等神灵形象或用竹木或泥土塑造神灵偶像，作为崇拜对象的附体。然后在偶像面前陈列献给神灵的食物和其它礼物，祭祀者则对着神灵唱歌、跳舞。华夏民族自古就有“敬天法祖”的信仰，在华夏先民眼中，天地哺育众生，是最高的神。天的人格化称呼是“昊天上帝”祭天仪式是人与天的交流形式，历代王朝都由天子来亲自主持祭天仪式，祭天的祭坛一般为圆形（称为“圜丘”），寓意天圆地方。在仪式上须诵读祭文、奏雅乐，并焚烧祭品，以表示人们把自己的劳动成果贡献给天，作为对天滋润万物的一种报答。
敬天与祭天；天神崇拜大约发端于父系氏族社会的后期——部落联盟；古代中国“神不歆非类，民不祀非族”，祭祀有严格等级。天神地祇由天子祭，诸侯大夫祭山川，士庶只能祭己祖先和灶神。祭天的活动基本上有四种方式，即：郊：郊祭、封禅、告祭、明堂祭。
《论语·尧曰》说：“唯天为大，唯尧则之。”《尚书·尧典》说：舜“肆类于上帝”。《墨子·兼爱下》引《禹誓》说，禹征伐有苗乃“用天之罚”。《尚书·汤誓》说：“有夏多罪，天命殛之”，“夏氏有罪，予畏上帝，不敢不正”。
《考经》说：“周公郊祀后稷以配天，宗祀文王于明堂以配上帝。”按照上述文献的说法，尧、舜、禹、汤、周公都敬祭天神，不过有时称天，有时称上帝，有时兼称而已。殷代的天神崇拜已由殷墟考古资料确切证明，卜辞中有“帝其令风”、“帝令雨足年”、帝能“降堇”、“降祸”的记载，说明上帝是自然和社会的主宰。
郊祭 这是历代君王祭天的主要方式。根据《礼记》、《周书》和《孝经》的记载，大约自周代起，正式于京城南郊祭天，当时天地合祭，以祖先配祭，行“燔柴”礼。战国中期以后阴阳五行思潮流行，天帝因而分裂为五，出现五帝说：黄帝居中，具土德;太皞居东方，具木德，主春，也称青帝;炎帝居南方，具火德，主夏，也称赤帝;少皞居西方，具金德，主秋，也称白帝;颛顼居北方，具水德，主冬，也称黑帝。又有后土、句芒，祝融、蓐收、玄冥五神配五帝而为之辅佐。《孝经》上有“郊祀后稷以配天，宗祀文王于明堂以配上帝”的话，郑玄据以将天神分裂为二：祭昊天于圜丘，祭上帝于南郊。
周代祭天的正祭是每年冬至之日在国都南郊圜丘举行。“圜丘祀天”与“方丘祭地”，都在郊外，所以也称为“郊祀”。圜丘是一座圆形的祭坛，古人认为天圆地方，圆形正是天的形象，圜同圆。 周朝之后，历代王朝皆尊崇周礼。 因此祭天仪式也基本按照周代的方式进行。不过随着社会的发展，在流程、器物等方面仍有增减。
先秦至秦汉时期在陕西凤翔雍地举行祭天的礼仪，在《史记·封禅书》和《汉书·郊祀志》中均有简略记载，西汉前期时皇帝多亲自参加祭祀，或以烽火传到都城长安，皇帝在都城郊外礼拜。随着儒学的兴起，汉平帝年间王莽颁布元始仪，最终确立了都城南郊祭天、北郊祭地的格局，废除了畤祭，由此一直到隋唐、明清都是都城南北祭祀天地。
日月星辰之祭 此祭常依附于祭天，配祭于天坛，也有时另设坛位，作为祭天的补充，主要目的是祈求风调雨顺，保证农业丰收，故《左传》昭公元年说：“日月星辰之神，则雪霜风雨之不时，于是乎訲之。”秦汉时期常祭日月于名山，或于殿下拜日月。魏以后，始于春分朝日于东郊，于秋分夕月于西郊。按《祭义》所说“祭日于坛，祭月于坎，以别幽明，以制上下”，北周祭月之坛建于坎中，方四丈，深四尺，隋唐因之。唐代以日月晨辰之祭为中祀，宋代以朝日夕月为大祀。明代嘉靖中，建朝日坛于朝阳门外，西向;夕月坛于阜成门外，东向;夕月以五星、二十八宿、周天星辰从祀。降日月之祀为中祀，清代因明之制，皇帝于甲、丙、戊、庚、壬年亲祭，余年遣官祭祀。
天、地、日、月这四坛建在内城之外，而且选择正南方建天坛、正北方建地坛、正东方建日坛，正西方建月坛，有什么依据吗？通俗说，这是按照《易经》中先天八卦的方位建造的。 由先天八卦图中可以看出，乾南、兑东南、离东、震东北、巽西南、坎西、艮西北、坤北。
《易经.说卦》：“乾为天、坤为地、离为火为日，坎为水为月……”，也就是说，南边作为乾卦，是天的位置，北边的坤卦为地的位置，东边的离卦为日的位置，西边的坎卦为月的位置。于是，天、地、日、月坛的位置就被这样确定了下来。 《易经》还对天、地、日、月四坛的建筑形象特色也发生影响，易经中乾卦代表天，象征圆形，坤卦代表地，象征方形，这就是“天圆地方说”的由来。历代帝王为与天地合其德，以求得天地之神的庇佑，于是就将天坛建成圆形，将地坛建成方形。日坛与天坛一样建成圆形，月坛与地坛一样建成方形。按照明朝初年的设计方案，日坛的祭坛是方形的，而围墙则是圆形的；月坛的祭坛是方形的，围墙也是方的。 就连各坛坛门的命名，也与《易经》有关。如天坛内主要建筑圜丘周围的四个门，就是按照《易经》中乾卦之四德：“元、亨、利、贞”命名的。东曰泰元门，南昭亨门，西门曰广利门，北门曰成贞门。乾为阳为天为大，坤为阴为地为水，所以，天坛的面积比地坛大。
在古代中国，早期文明中的红山文化、良渚文明等祭祀遗址多有发现，但囿于材料限制难以清晰阐释，到商周时期祭天的传统渐渐明朗，天子观念的制度文化安排推动着祭天成为人间君王统治合法性的不二之选，遂在天、地、人的世界观念中形成了国家祭祀的制度文化。最早的天坛为畤，畤字从田从寺。《说文解字·田部》“田，陈也，树谷曰田。象四口十阡陌之制也。凡田之属皆从田。”畤字以田为偏旁，说明其与土地耕植有关。而寺字的构形在金文中是上为止，下为又(即寸)。金文中，止为足之形，又为手之形，林义光《文源》言：“寸，象手形。”又言：金文寺“从又从之，本义为持。”
《诗·大雅·瞻印》“时维妇寺”句《正义》言：“寺，即侍也。”畤从田从寺，意为侍田，即人手足并用于田地之谓。而以畤为祭祠，当是农民祈求农业丰收的活动。由于原始农业对自然条件依赖极大，主宰风雨雷电的是天——昊天。畤祭的产生，一般都推至黄帝，同时予以存疑。《史记·封掸书》：“或曰‘自古以雍州积高，神明之襖，故立畤郊上帝，诸神皆聚云。盖黄帝时尝用事，虽晚周亦郊焉。’其语不经见，晋绅者不道。”这是说虽然传闻黄帝在雍州立畤以祭上帝，但西汉学者对此说并不相信。东汉许慎《说文解字》“畤”字条言，“右扶风有五畤，皆黄帝时祭。‘或曰，秦文公时立也。”还是与司马迁一样的立场，两说并录，疑以存疑。但到北宋道教书籍《云笈七签》卷一百“纪传部”纪一则言：“黄帝以天下大定，符瑞并臻，乃登封太山，禅于亭亭山，又禅于几几山，勒功于乔岳，作下畤以祭炎帝。”肯定黄帝始制畤祭。
由于某些原因，仅对秦汉时期的祭天台实地勘察过。秦汉时期祭天遗址在雍城（今陕西凤翔）。雍山祭祀遗址中，最早发现的汉代建筑遗址位于雍山西岭山腰处，北依雍山主峰，南部宽敞开阔。遗址处于山腰一个较大的平台之上，山腰阶地平台距离雍山主峰约1.2公里，平台东西宽约50米，南北长约80米，总面积在4000平方米左右，而其上的建筑遗址处于平台以北靠后位置，附属于平台。从遗址地层中暴露有大量回纹方砖残块、绳纹筒瓦、弧形板瓦及云纹瓦当残片。夯土圜丘遗址，位于雍山东岭偏北山顶处，距离雍山主峰约0.5公里左右。通高5.2米，基座直径23.5米，底部圆周长达50米的圆锥形土塚，和周边直径达60—80米的椭圆形环丘平台，围绕“夯土台”的是一个圜状“壝”（即环围夯土台的围沟），整个环“壝”的直径31米，深1.5米。在“壝”的外侧有三重台阶平地，其中部分台地由于历代耕种破坏较为严重。
从雍山祭祀遗址所处的地理环境看，这里地处关中西部平原以北的千山余脉之中。西为与雍山相互毗连的彭祖原，南为灵山山脉，东为雍山东岭，北为雍山主峰，遗址处于群山环绕的一个大的地理风水格局之中。天坛选址应该在“高山之下，小山之上”，筑坛须有 “封土为坛、除地为场、为坛三垓”的形式和规模，发现的道路遗迹则很可能与当时不同身份等级参祭人员的所走不同的行道有关联，即文献所记载的“神道八通”。据《史记·封禅书》记载：“盖天好阴，祠之必于高山之下，小山之上，命曰‘畤’；地贵阳，祭之必于泽中圜丘坛”。
又据《史记正义》云：“此泰山上筑土为坛以祭天，报天之功，故曰封。此泰山下小山上除地，报地之功，故曰禅。言禅者，神之也”。笔者分析这里的地形完全符合建畤的要求，即大山之下、小山之上的地理条件，而且祭祀体系十分完善，这些充分印证了相关史料记载的真实性。《史记·封禅书》言：“于是始皇遂东游海上，行礼祠名山大川及八神，……八神：一曰天主，……二曰地主，祠太山梁父；盖天好阴，祠之必于高山之下，小山之上，命曰‘畤’。”梁父山为位于泰山下的一座小山丘。《汉书·郊祀志》与上文相同，但增“地贵阳，祭之必于泽中圆丘云”一句。这说是说，畤一般建于高山下泽地之中的山丘上。
畤是秦汉时期国家用来祭祀天地和五帝的重要场所。古人认为祭祀是除军事之外的一件大事，即“国之大事，在祀与戎”。畤在秦汉时由奉常统管，奉常之下在雍地管理和专设有雍太宰、太祝令丞，五畤亦各有一武官尉。大体平时之管理和安全由本畤之尉负责，而太宰负责各畤祭祀用熟食，太祝负责主持祭典。西汉帝王曾先后211次进行规模盛大的畤祭活动。发现的圜丘封土遗址是目前国内发现的时代最早的天坛遗址。