元上都城址位於正藍旗五一牧場內、閃電河畔，在上都城興建以前，金代曾在此建有離宮。

上都城始建于蒙古憲宗六年（1256年），忽必烈的幕僚劉秉忠受命負責營建該城，用了三年時間落成。上都一名是在忽必烈爭得汗位以後的五年，即元至元元年（1264年）才正式命名的，而在這以前則稱開平。其後上都城作為陪都不斷加以營建。元至正十八年（1358年）農民起義軍紅巾軍攻克上都，焚毀了宮殿衙署，從而結束了上都作為陪都的使命。

上都城由外城、皇城、宮城和關郊幾部分組成。外城周長約8.5公里，全部是版築土牆，週邊以壕溝，每面各開二門，門有甕城和城樓。皇城在外城的東南角內，其東、南兩面的城牆各為外城東、南兩面城牆的一段，周長約5公里，城牆為版築土牆，外包砌石片，東、西各開二門，南、北各開一門，門有甕城和城樓，四面都有馬面，四角有角樓。宮城在皇城中心偏北，城牆為版築土牆，外包砌青磚，內砌石塊，周長約2公里，東、南各開一門，門有城樓，四角有角樓。宮城前設有廣場，外城內有廣闊的苑囿。

上都是元朝第一座有計劃地營建的城市，它既承襲了唐、遼、宋、金的傳統佈局，又有一些獨特的時代和民族特徵。將宮城設在皇城的中央偏北，將主要佛寺設在宮城兩側，建築物呈“工”形平面的設置等，都是承襲了唐、遼、宋、金的傳統，甚至有些殿、閣的整體模樣都完全仿照了元代以前的手法，像作為大內主要建築的大安閣就是照搬了宋代汴京的熙春閣。顯示時代和民族特徵的是：宮殿與衙署沒有嚴格區分，各類建築物的佈局沒一定規律；將大面積苑囿用城牆圍起來，並作為都城的一個組成部分，這是元代創舉；在皇城中心的宮城之前佈置廣場，這在我國城市建築史上是少見的實例；城內設置氈帳、板屋，以便隨時遷移，這也是它的獨特風格。