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大力兴建土木工程
汉高帝时期，先把秦的离宫兴乐宫改建为长乐宫，后来在长乐宫以西建筑了未央宫，在未央宫以北草创了北宫，在长乐与未央之间是长安军械大库所在地，称武库。到汉惠帝时，长安城墙才基本完成修筑，并建立西市。
早期的国都长安，只利用秦时的旧宫加以改造，并以此为基础加以配套工程完善，从东到西，太仓、长乐宫、武库和未央宫，形成一横排的大小建筑群，布局也都是坐西朝东，加上汉惠帝时期的城墙，基本上形成了早期长安的规模。
当时长安城内，南部和中部除了宫殿外，还有宗庙、中央官署、三辅官署及各种仓库，这样一来，城中剩余的空间就很小了。加之诸侯、大臣、富豪的住宅，长安城内没有什么空地。因此，后来长安的发展，逐渐越出汉惠帝城墙的界限，开始向外发展，这样一来，早期长安逐步成为广义长安的内城。长安城的扩建，与帝国政治经济的恢复、发展是密不可分的。
建章宫是汉武帝时期建造的一个大型宫殿群，性质上虽属于离宫，但日后逐步具有政治性办公职能。它位于长安城西，在直城门外的上林苑内，其宫殿楼台之多，远非长乐、未央所能比拟，号称“千门万户”。
据说，汉武帝修建建章宫的理由是源于一场宫廷火灾和一个荒诞不经的南方风俗。太初元年（前104年），未央宫附近有名的柏梁台失火被焚。
事后有一个南粤巫师站出来告诉汉武帝，他说：“在他的老家，失火之后要建一座比失火建筑更大、更华丽的建筑将火魔活活气死后，就可保平安无事。”
汉武帝听完这话，便信以为真。在太初元年（前104年）开始兴建建章宫。由于其设计规模宏大，加之长安故城中用地紧张，因此选址在故城以西。实际上，汉武帝是把建章宫当成他的新皇宫来兴建的。从建章宫的布局来看，从正门圆阙、玉堂、建章前殿和天梁宫形成一条中轴线，其他宫室分布在左右，全部围以阁道。宫城内北部为太液池，筑有三神山，宫城西面为唐中庭、唐中池。
中轴线上有多重门、阙，正门曰阊阖，也叫璧门，高25丈，是城关式建筑。后为玉堂，屋顶上有铜凤，高5尺，饰黄金，下有转枢，可随风转动。在璧门北，其左有别凤阙，其右有井干楼。进圆阙门内200步，最后到达建在高台上的建章前殿，气魄十分雄伟。宫城中还分布众多不同组合的殿堂建筑。
璧门之西有神明台，它是建章宫中最为壮观的建筑物。汉武帝好神仙求长生，与秦始皇相比，有过之而无不及，在宫殿建筑上当然时时不忘表达对神仙的向往、仰慕。在虔诚祈祷、顶礼膜拜的同时，他专门建立求仙用的宫殿设施，可谓费尽心机。
神明台高达50丈，台上有铜铸的仙人，仙人手掌有7围之大，至于仙人之巨大可想而知。仙人手托一个直径27丈的大铜盘，盘内有一巨型玉杯，用玉杯承接空中的露水，故名“承露盘”。
汉武帝以为喝了玉杯中的露水就是喝了天赐的“琼浆玉液”，久服便可益寿成仙。神明台上除“承露盘”外，还设有九室，象征九天。常住道士、巫师百余人。巫师们说，在高入九天的神明台上可和神仙为邻通话。
神明台保持了三百年，魏文帝曹丕在位时，承露盘尚在。魏文帝想把它搬到洛阳。搬动时因铜盘过大而折断，断声远传数十里。铜盘勉强搬到灞河边，因太重再也无法向前挪动而弃置，后不知所终。神明台历经两千多年风吹雨打，至今只余千疮百孔的夯土台基，立于台上观赏，仍可遐想“立修基之仙掌，承云表之清露”的古汉风韵。
建章宫北为太液池。太液池位于建章宫前殿西北，象征北海，占地10顷，是渠引昆明池水而形成的一个范围宽广的人工湖。遗址在三桥镇高堡子、低堡子村西北一片洼地处。
池北岸有人工雕刻而成长3丈、高5尺的大石鲸，西岸有6尺长的石鳖3枚，另有各种石雕的鱼龙、奇禽、异兽等。池中建有高达二十余丈的渐台。为了求神祈仙，汉武帝还在池中筑有3座假山，以像东海中的瀛洲、蓬莱、方丈三座神山。
太液池湖光水色，山水相映，景色宜人，是建章宫中著名的风景区。
池中置有鸣鹤舟、容与舟、清旷舟、采菱舟、越女舟等各种游船。汉成帝常在秋高气爽之季与后妃赵飞燕泛舟戏游于湖中。太液池作为一个大的人工湖，为建章宫提供了大量蓄水。
太液池三神山源于神仙传说，据之创作了浮于大海般巨浸的悠悠烟水之上，水光山色，相映成趣；岸边满布水生植物，平沙上禽鸟成群，生意盎然，开后世自然山水宫苑的先河。遗憾的是，这座宫殿于西汉末年毁于战火，但遗址至今犹存。
建章宫中的这些建筑，较利用龙首塬建成的长乐、未央二宫更为高大雄伟。在汉武帝看来，这座新皇宫才能与自己的雄才大略相匹配，才可以作为自己丰功伟绩、国家繁荣昌盛的标志。因此，建章宫落成后，汉武帝索性把皇宫搬了进去，他统治后期大部分时光都是在这里度过的。
在兴建建章宫的同时，对长安故城的修缮、改造工程也在大规模地进行。长安故城南部由于长乐、未央两宫占地已经用尽，连两宫之间都建立了武库，因此，新的工程多半在北部进行。
其中新建明光宫、桂宫及对北工的改建工程最为浩大。汉武帝一代长安风貌之特色大致体现在这一区域中。汉武帝太初四年（前101年），在长乐宫北原北宫属地中兴建了明光宫。
明光宫要比长乐宫小，但与未央宫规模相当，甚至较大一些。它的具体地点不清楚，一般认为其地望当年在清明门大街以北，宣平门大街以南，安门大街以东，东城墙以西范围之内。根据班固的《西都赋》和张衡的《西京赋》所说，明光宫与长乐宫、桂宫以及未央宫之间皆有阁道相连，构成一个信息通畅、联系便利的整体。
在修建过程中，明光宫继承和借鉴了以前宫殿雄伟、富丽的特点，同时在设计上作了大胆突破：殿宇高大，多柱而少墙，采光条件好，空气流动通畅，穿行殿中虽酷暑也不觉热，视野开阔，登殿台可望渭河，西临西市、东市，长安富庶可尽收眼底，是汉武帝在长安城中消闲避暑的好去处。
明光宫东部与城垣相抵，有宣平门、清明门两大城门与城外相通。
宣平门又叫作东都门，是长安故城东北方向的城门，与宣平门相通的大道，即是明光宫的北界。清明门是故城东出第二门，由于此外也设有藉田仓，因此又称藉田门。这里所通大道是明光宫的南界。