周朝
中国历代帝王郊祀所依据的仪典模式，有几个不同的来源。一是史书中记载的由周公所确立，在城郊以古代中国农业神后稷与天配享祭祀，在明堂中以文王与上帝配享祭祀。其实，这里的天与上帝，没有什么大的差别，都是中国人信仰中的最高的至上神。在很多情况下，两者是可以通用的。也就是说，周代的郊祀祭典，主要是祭祀天、祭祀农业神后稷，祭祀周代的开国天子周文王。有文献记载的郊祀礼仪，至迟也追溯到周代。据文献记载，周公曾经郊祀后稷以配天，宗祀文王于明堂以配上帝。自此之后，四海之内各以其职来祭。从而开启了古代中国的祭祀礼仪。当然，周以前夏商时代是否有在城郊祭祀的仪式，还不能确定，但可以确定的是郊祀礼仪自有记载，就已经与对天的祭祀活动产生了联系，与同样是贯穿中国数千年历史的明堂祭祀礼仪，在一开始就是并列存在。
秦代
秦代时曾经在秦之雍地，设立了五畤祠，并将祭祀礼仪的重点放在雍地，据记载，五畤祠是一座在一个大的屋宇之下，包括有五座殿堂的建筑物，即所谓一宇五殿形式的大型建筑，每一面各开五门。各方之帝各以其方位与颜色来布置。五畤祠中除了对天帝太一的祭祀之外，主要是对五方之神的祭祀。其中包括东方青帝、南方赤帝、西方白帝、北方黑帝，与中央黄帝。这很可能也与秦代希望建立一个天下一统的大帝国的勃勃雄心有关系。他特别礼拜五方五帝，显然是希望各方的神灵都能够护佑他所建立的大一统的崭新帝国。秦始皇时期对于祭祀天地的仪式还没有确立下来。
汉朝
汉初孝文帝开始在都城长安之郊举行祀典。仪典依据周代文献中所确立的规则：祭天礼仪在都城南郊举行。天子在南郊用于祭祀的建筑被称作“明堂”或“辟雍”。汉承秦制，沿用了秦代于雍之五畤祭祀天地四方之神的做法。因最初的汉代帝王没有明确地将祭天仪式设置在长安南郊，到汉武帝开始制定郊祀的礼仪时，有些犹豫不定。汉武帝初定的郊祀之礼，是将祭天的仪式设置在位于长安西北方向（周易后天八卦中的乾位）百余里远的甘泉宫中，而将祭祀后土神的礼仪设置在山西省的汾阴。汉初文帝时，还只是到雍去拜祀五畤祠。但是，到了汉武帝时，则既要去雍地的五畤祠拜祀五方帝等诸神，又要到长安城郊祭祀天帝太一。可见，在汉代人的信仰体系中，天帝太一是居于崇拜的中心，而五方五帝只是天的辅佐之神。到了汉建始二年（公元前31年），汉成帝最终废黜了雍之五畤的祠祀礼仪，而将主要的祭祀活动集中在长安南郊的郊祀礼仪上了。这应该是首开皇帝在南郊祭祀天帝，在北郊祭祀后土的郊祀仪典之先例。
西汉时期
西汉时代虽然不断举行大规模的天子郊祀礼仪，但见于史籍的郊祀建筑物，却令人不甚了了。比较详细地记录了的郊祀建筑，只有西汉末年王莽篡政改制时大规模建造的“九庙”建筑。西汉末年王莽改制，曾经废除了汉代的郊祀制度，而自立了所谓“九庙”的祭祀礼仪。王莽自认为他自己是能够确立万世之基的人物，所以在郊祀的制度上，也是自作主张，他向天下广征工匠与图画，又将长安城西原有的建章宫、承光宫等十余座宫殿建筑的材瓦拆除，用于他所建造的九庙。九庙建筑中，最大的一座是为了祭祀黄帝而建的，称为“太初祖庙”。西汉王莽时的郊祀建筑，远比明清北京天坛要宏伟得多。这九座宏伟的郊庙建筑，是在王莽新朝的三年（公元22年）建成。然而，不久就毁于农民起义的熊熊烈火之中。
东汉时期
建武二年（公元26年），光武帝制定了新的郊祀制度，他将郊坛的位置定在京城洛阳之南七里处，其郊坛为圆形，周围有八个台阶，圆坛之上又设有一层重坛，在第二层坛上布置了天、地的神位。神位为南向布置，以方便祭祀者礼拜。在这一圜丘之坛的周边，设有外坛，外坛是用来祭祀五方五帝，这与已经被汉成帝废黜的秦代“雍五畤”的祭祀对象一致，反映汉光武帝希望相容秦汉制度的心态，也反映出汉光武帝对天与地及五方之神祭祀看得同等重要。
南北朝时期
自周代至秦汉的郊祀礼仪中，并没有特别用于祭祀太阳与月亮的场所和明确地将礼祀日、月之神的仪典突显出来。明确对于太阳的礼祀，是由北方少数民族统治的王朝开始。在北魏太祖所制定的郊祀礼仪中，还将祭祀夕月的内容也囊括进去。据《魏书》记载，太祖拓跋珪登位的第二年，就亲自祭祀上帝于其首都平城（今大同）的南郊，这显然与汉光武帝的郊祀礼仪十分接近。不同之处只是在于，将汉地信仰中崇拜的太一帝与“天位”分离而放在了较为次要的地位上，而将鲜卑族自己的大神“神元”放在了与天配祀的地位。最为特殊的是，北魏太祖拓跋珪第一次明确地规定了在郊祀礼仪中祭祀日、月的方位与礼仪：“明年春，帝始躬耕藉田，祭先农，用羊一。祀日于东郊，用骍牛一。秋分祭月于西郊，用白羊一。”（《魏书‧卷一百八之一‧志第十‧礼四之一》）这是将中原汉地的郊祀仪式与北方少数民族的日、月崇拜礼仪结合在一起的一种表现。
唐、五代、宋时期
唐代的郊祀仪式中，又增加了一些前朝没有的做法，如唐文宗创制了礼祀天地四方之神的“礼神九玉”，用苍璧礼天，黄琮礼地，青珪礼东方，赤璋礼南方，白琥礼西方，黑璜礼北方，这其中也包括“圭璧以祀日月星辰”。五代时沿袭了这一礼仪。同样，北宋时期的郊祀礼仪也有一些变化，在继承唐与五代的遗制之外，由于受道教思想影响，又增加了对诸如主风、雨、霜、雪、雹、疫的“九宫贵神”祭祀，以及按照方位对太一之神祭祀。而在这一祭祀系统中，日月、五星、二十八宿，以及三皇、五方帝、五岳、四渎等，都被纳入了从祀的范围。然而，这一时期的郊祀礼仪，却还不像明清北京城郊祀礼仪所呈现的那种在都城之四郊，设置南天、北地、东日、西月的祭祀建筑那般清晰明了。祭祀日月的祀典在唐与五代时期，并不是十分明确。
辽、金时期
北方的辽人，似乎并不特别受到汉地祭祀礼仪的影响，有辽一代一百多年的时间中，竟没有在郊区设立圜丘、方泽。辽代典籍中也没有关于祭祀礼仪的记载，只是偶然在城郊狩猎中，如有所获，以所获之猎物祭天。金人则比较善于将自己的传统礼俗与汉地儒教文化中的正统礼俗加以巧妙地结合，因而其对后世的影响，也就比较明显。金代祭祀天地的礼仪，是源于本民族固有的“拜天之礼”，后来接受了汉文化中的郊祀仪典，才有了南北郊之制。而其在南郊设圆坛，在北郊设方丘的做法，与汉唐时代的南郊圜丘与北郊方泽的礼祀方式也是恰相吻合。金代郊祀礼俗中，最引人瞩目的是在正式的皇家礼俗中，一改历代礼俗中将对日月的崇拜，淹没在对星辰、山岳等崇拜的繁琐礼仪之中，而是将北方少数民族固有的礼拜日月的礼仪加以突显。
元代
元代在大都城并没有沿用金代中都城的郊祀礼仪。元代沿用了历代南北郊坛的做法，“一切仪注，悉依唐制修之”，亦没有像金中都那样在大都东、西郊设立日、月之坛。元代的郊祀仪式，可能是采取了比较简约的方式，集中在南郊进行。
明清时期
在明代南京城，东郊日坛与西郊月坛还没有成为一种定制。明代嘉靖年间，又是一个制度变动的时期。明代嘉靖九年（1530年）将天地分祀，并将南郊天坛建筑加以变化与完善。至此，明清北京城四郊的郊坛建筑规制终于最后确定了，这也是现今所看到的南郊天坛、北郊地坛、东郊日坛、西郊月坛的建筑格局。这一格局很大程度上影响了北京城的城市空间格局。正是天坛、地坛、日坛、月坛，以及先农坛、先蚕坛等，构成了北京城完整的城市空间体系，也表征了明清时代中国都城所意欲表达的明晰的宇宙图像式象征观念。
