Hoàng thành Huế được xây dựng năm 1804, nhưng mãi đến năm 1833 (đời vua Minh Mạng) mới hoàn chỉnh toàn bộ hệ thống cung điện với khoảng 147 công trình. Hoàng thành có mặt bằng gần vuông, mỗi bề khoảng 600 mét, 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.

Cửa Ngọ Môn có nghĩa "cổng tý ngọ", là cổng chính phía nam của Hoàng thành Huế, cũng được coi là bộ mặt của Hoàng thành và vương triều phong kiến. 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.

Ngọ Môn là cổng lớn nhất trong 4 cổng chính của Hoàng thành Huế. 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.

Đây cũng là lễ đài nơi diễn ra nhiều sự kiện của triều Nguyễn. Ngày 30/8/1945, tại lầu Ngọ Môn Huế đã diễn ra buổi lễ thoái vị của vua Bảo Đại - vị vua cuối cùng của triều đại phong kiến Việt Nam (nhà Nguyễn). Ngài 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.

Vị trí Ngọ môn lúc đầu là Nam Khuyết Đài, được xây dựng đầu thời Vua Gia Long. Trên đài có điện Càn Nguyên, hai bên có Tả Đoan môn và Hữu Đoan môn.

Cửa chính giữa là Ngọ Môn, rộng và cao nhất, chỉ dành riêng cho vua đi, cánh cửa này được sơn màu vàng, được chia làm hai phần chính gồm phần nền đài và lầu Ngũ Phụng. Phần nền đài hình chữ U vuông góc, đáy dài 57,77m, cạnh bên dài 27,06m. Đài xây bằng gạch, đá kết hợp với các thanh dầm bằng đồng thau. Đài cao gần 5m, diện tích chiếm đất hơn 1.560 mét vuông. Hai cửa bên là Tả Giáp môn và Hữu Giáp môn thấp hơn, dành cho các quan văn võ theo hầu trong đoàn Ngự đạo của vua, được sơn màu đỏ. Hai cửa ngoài cùng nằm ở hai cánh chữ U được gọi là tả Dịch Môn và hữu Dịch Môn, dành cho binh lính và voi ngựa theo hầu.

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. Phía trước chính giữa là hệ thống cửa thượng song hạ bản, xung quanh và phía sau nong ván, trên đó trổ nhiều cửa sổ với hình dáng đa dạng như hình tròn, hình quạt, hình khánh… Các bờ nóc, bờ quyết, hồi mái được trang trí bằng nhiều hoa văn tinh xảo.

Ở tầng lầu dưới, hai bên để trống lộ cột; hai lầu này có tên là Tả Dực Lâu và Hữu Dực Lâu. Phần lầu giữa lợp ngói hoàng lưu ly được lắp hệ thống cửa gỗ kính phía trước, các phía còn lại thưng vách gỗ. Đây là chỗ ngự của Vua khi dự lễ. Từ tầng lầu dưới lên lầu trên phải đi bằng thang gỗ. Nhưng thực tế lầu trên ít có chức năng sử dụng, mà mang tính chất tạo dáng thẩm mỹ cho công trình chung.

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.

Tại Festival Huế 2008, cổng Hiển Nhơn từng là địa điểm tổ chức Lễ hội Áo dài. Đây cũng là nơi tổ chức nhiều hoạt động trong những ngày lễ quan trọng của Huế. Hiển Nhơn được giới nghiên cứu đánh giá cao về giá trị mỹ thuật, đặc biệt là nghệ thuật trang trí đắp mảnh sành sứ vô cùng tinh xảo. Năm 2013 Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế đã làm lễ bàn giao hệ thống chiếu sáng mỹ thuật công trình cửa Hiển Nhơn (Đại Nội Huế). Được sự đồng ý của Chủ tịch UBND tỉnh Thừa Thiên Huế, Trung tâm đã thực hiện tiếp nhận tài trợ Dự án chiếu sáng kiến trúc công trình cửa Hiển Nhơn.

Cửa Chương Đức là cổng nằm ở phía Tây của Hoàng Thành, 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.

Tên Chương Đức ngụ ý nói đến "tứ đức" của người phụ nữ xưa. Cửa được xây dựng năm 1804 dưới thời vua Gia Long theo kiểu tam quan nhưng cách thức đơn giản và chưa có vọng lâu. Qua nhiều lần cải tạo, vào thời vua Khải Định năm 1921, cửa được sửa chữa và có sự tiếp thu cao về kỹ thuật cũng như vật liệu xây dựng; đặc biệt là hình thức trang trí đắp nổi sành sứ, thủy tinh. Nghệ thuật ghép sành sứ ở cửa Chương Đức đã đạt đến một trình độ cao, là một dấu mốc quan trọng trong quá trình phát triển ghép sành sứ dưới triều Nguyễn nói chung và dưới thời vua Khải Định nói riêng.

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".

Từ sau khi triều Nguyễn cáo chung năm 1945, cửa Chương Đức ít được quan tâm, tu sửa. Đặc biệt do bom đạn trong chiến tranh đã làm cửa bị hư hại nhiều. Từ năm 2003 - 2004, cửa Chương Đức đã được trùng tu lại theo nguyên mẫu dưới thời vua Khải Định như chúng ta thấy hiện nay. Cửa Chương Đức là một trong những công trình kiến trúc tiêu biểu của thời Khải Định (1916 - 1925) với đặc trưng nổi bật là một chiếc tam quan xây gạch trang trí bằng kỹ thuật ghép sành sứ trên nền vôi vữa.

Cửa Hoà Bình, tục gọi là "Cửa Sau", là cửa phía Bắc của Hoàng Thành dành cho vua đi chơi. Đây là cửa vào Đại Nội ngả sau, nơi có điện Kiến Trung, 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.

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 triệt giải. Tại nơi đây, theo 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.