Hoàng thành có mặt bằng gần như hình vuông, mỗi bề khoảng 600m, xây bằng gạch, cao 4m, dày 1m, xung quanh có hào bảo vệ, có 4 cửa để ra vào: Cửa chính (phía Nam) là Ngọ Môn, phía Đông có cửa Hiển Nhơn, phía Tây có cửa Chương Đức, phía Bắc có cửa Hòa Bình. Các cầu và hồ được đào chung quanh phía ngoài thành đều có tên Kim Thủy.

Ngọ Môn là cổng chính phía Nam của Hoàng thành Huế, cũng được coi là bộ mặt của Hoàng thành và vương triều phong kiến. Hiện là một trong những di tích kiến trúc thời Nguyễn trong quần thể di tích cố đô Huế. Ngọ Môn - có nghĩa là "cổng tý ngọ" - hướng về phía Nam, là cổng lớn nhất trong 4 cổng chính của Hoàng thành Huế.

Đây là một lễ đài nơi diễn ra nhiều sự kiện của triều Nguyễn, cũng là cổng chỉ dành riêng cho vua đi lại hoặc các sứ thần mỗi khi đi sứ sang nước ta. Ngày 30/8/1945, tại lầu Ngọ Môn Huế diễn ra buổi lễ thoái vị của vua Bảo Đại - vị vua cuối cùng của triều đại phong kiến Việt Nam (nhà Nguyễn), đã trao hai vật tượng trưng vương quyền là chiếc ấn Hoàng đế chi bảo và thanh kiếm biểu hiện quân quyền cho đại diện Chính phủ Lâm thời và Việt Minh để về làm dân của một nước độc lập.

Ngọ Môn nằm ở phía Nam so với vị trí trung tâm là ngai vàng ở điện Thái Hòa. Về quy mô, đây là cổng thành lớn nhất trong 4 cổng của Hoàng thành Huế. Căn cứ trên la bàn của địa lý phong thủy Đông phương, phía Nam thuộc hướng “ngọ” trên trục “tý – ngọ” (Bắc – Nam). Tên Ngọ Môn xuất phát từ đó, mang ý nghĩa về không gian, phương hướng; chứ không mang nghĩa về thời gian như nhiều người lầm tưởng. Là cổng chính nhưng Ngọ Môn không được sử dụng nhiều vì mang tính nghi thức cao. Cổng thường đóng kín, chỉ mở trong những dịp đặc biệt như khi Vua ra vào Hoàng thành có đoàn ngự giá, hay trong những dịp tiếp đón sứ thần ngoại quốc quan trọng.

Lầu Ngũ Phụng đặt ở phía trên đài, được tôn cao bởi một hệ thống nền cao 1,15m và cũng chạy suốt thân đài hình chữ U. Lầu có hai tầng, kết cấu bộ khung bằng gỗ lim với 100 cây cột. Trong đó, có ý kiến cho rằng con số 100 biểu hiện cho sự hài hòa “âm dương nhất thể”, hay ý kiến khác lý giải rằng đó là biểu trưng của sức mạnh trăm họ.

Phần mái tầng dưới nối liền nhau, chạy vòng quanh để che cho phần hồi lang. Mái tầng trên chia thành 9 bộ. Trong đó, bộ mái chính giữa của Lầu Ngũ Phụng lợp ngói hoàng lưu ly, là nơi vua ngự. Tám bộ còn lại lợp ngói thanh lưu ly.

Cửa Hiển Nhơn nằm ở phía Đông của Hoàng Thành Huế, dành cho quan lại, nam nhân ra vào Hoàng Thành. Cửa Hiển Nhơn được xây dựng vào năm 1805, dưới thời vua Gia Long. Đến thời Minh Mạng, vào năm 1833, cửa được gia công phần trang trí đắp ghép mảnh sành. Đến thời Khải Định lại được trùng tu thêm một lần nữa. Trong chiến sự năm 1968, cửa đã bị bom đạn phá huỷ hoàn toàn.

Sau năm 1975, cổng được trùng tu khôi phục nguyên trạng. Ngày nay, cổng Hiển Nhơn được sử dụng làm lối ra cho du khách tham quan Hoàng thành.

Cửa Chương Đức là cổng nằm ở phía Tây của Hoàng Thành. Ngoài chức năng là cổng dành cho các bà trong cung ra vào, cùng với Tây Khuyết đài, cổng Chương Đức còn góp phần phòng thủ bảo vệ triều đình và hoàng gia; đồng thời tạo sự ngăn cách đời sống sinh hoạt trong cung với xã hội bên ngoài. Quan niệm “tả nam hữu nữ, nam nhân nữ đức” là nguyên tắc quan trọng trong các công trình kiến trúc của triều Nguyễn.

Cửa Chương Đức có ba tầng, trên các trụ thân cửa chia thành nhiều ô hộc, mỗi ô hộc trang trí với nhiều chủ đề khác nhau, đó là những bức tranh và là những tác phẩm nghệ thuật đặc sắc. Hệ thống mái lợp ngói hoàng lưu ly; đầu ngói tròn nổi nhô lên trên khắc nổi chữ “Thọ” trong khung tròn, đầu ngói chìm bên dưới khắc nổi đầu con dơi, mô típ trang trí này rất phổ biến ở các di tích của triều Nguyễn với ý nghĩa “Phúc Thọ Khang Ninh”.

Cửa Hòa Bình là cửa phía Bắc của Hoàng Thành, dành cho vua đi dã ngoại. Nguyên ban đầu, cửa này tên là cửa Củng Thần, làm theo kiểu tam quan – môn lầu. Năm 1821 đổi tên là cửa Địa Bình, năm 1833 lại đổi tên thành cửa Hòa Bình. Năm 1839, vua cho hạ bớt phần lầu phía trên. Năm 1894, thời vua Thành Thái lại được trùng tu. Cửa Hòa Bình có cấu trúc khá đặc biệt, dạng tam quan xây gạch nhưng chỉ có một tầng, cửa có vì nóc và mái lợp ngói như một ngôi điện. Nguyên xưa, chiếc cầu Kim Thủy nối từ cổng băng qua hồ Nội Kim Thủy đến trước cửa Tường Loan của Tử Cấm thành được làm theo lối "thượng gia hạ kiều" với phần mái lợp ngói ván, nhưng nay phần mái này đã bị bỏ hoàn toàn.

Tục gọi là “Cửa Sau“ ăn thông từ trong Hoàng thành (Đại Nội) ra đường Hoà Bình (đường Đặng Thái Thân bây giờ). Cửa vào Đại Nội ngã sau, nơi có nhà của vua Bảo Đại được xây theo kiến trúc mới, đối diện với lầu ông Hoàng Tùng Đệ và sân bay Thành nội. Dưới thời Gia Long, cửa Hoà Bình được gọi là cửa “Cúng Thần“. Dưới triều Minh Mạng thì đổi là “cửa Địa Bình“ (năm 1821), đến năm 1833 thì đổi tên là cửa Hoà Bình. Cửa này có tầng lầu là “Lầu Hoà Bình“ còn gọi là “Hậu Hồ“ tức gọi là Hồ Hoà Bình. Tại nơi đây, theo nhà nghiên cứu Phan Thuận An, thì các nhà cách mạng Trần Cao Vân và Thái Phiên đã bí mật tiếp xúc với vua Duy Tân để làm cuộc khởi nghĩa năm 1916, nhưng đã bị thất bại. Cũng cần nói thêm là cuối đường Hoà Bình, góc đường Hiển Nhơn, còn có toà nhà nhỏ tên Bình An Đường là nơi để cho các cung phi, thị nữ hoặc thái giám khi đau yếu từ trong cung ra nằm điều dưỡng.