天坛斋宫建于明永乐十八年，是皇帝举行祭天大典前进行斋戒的场所。祭天前，皇帝提前三天来这儿斋戒沐浴，要求不茹荤、不饮酒、不听音乐、不入内寝、不理刑名、不问疾吊丧，清正洁身，以示诚敬。斋宫的位置很有讲究，在祈谷坛西南边，坐西朝东。屋顶上的瓦统一为绿色，表达了帝王向天称臣、庄敬恭谦之意。斋宫整体像一个平面正方形，面积近4万平方米。
它建有宫城，城河两道，宫墙有两层：外层称砖墙，内城称紫墙。紫墙四周有167间回廊环绕，是守卫宫墙的八旗兵丁遮避风雨霜雪的地方。廊上画有1300多幅人物、山水、花卉、翎毛等彩画。廊外面有深池环绕，整个斋宫层层设防。在围墙正东有宫门2道，左右各有1座角门，角门前面又各有1座汉白玉石桥。石桥前面南北各有朝房5间，是侍卫和禁军兵将的临时住房。
据史料记载，同治十一年，皇帝来斋宫，设两翼前锋营、八旗护卫营宿卫官兵2003名。由官营大臣带领值宿。此外，还要派官兵540名由官员大臣1人带领，在坛外值宿。