作为儒家礼制建筑的祭祀性坛庙，与一般佛寺、道观等宗教建筑的最大区别之一是，祭祀是需要奉献牺牲的，而在古代中国人看来，神灵与人一样是肉食者，需要为神灵准备丰盛的“血食”。同时，祭祀是一个隆重的礼仪过程，需要祭祀者斋戒沐浴、更需要在仪式过程中的音乐烘托。这一切需求构成了天坛建筑群中的附属建筑的功能性作用，包括皇乾殿、神厨、斋宫、神乐署等。
皇乾殿
在祈谷坛与祈年殿的内墙之北有一个小院，院中有一座单檐青瓦庑殿顶五开间的大殿，名为皇乾殿。殿前有一个相当于三开间的月台，月台及大殿基座上回绕有白石栏板，月台南向有三个踏阶，东西两侧各有一个踏阶。正南的三个踏阶，正与祈谷坛墙北侧的三个砖筑青瓦顶门相对应。皇乾殿与祈年殿的关系略近似于圜丘坛与皇穹宇之间的关系，因而其作用也有类似之处，皇穹宇是存放圜丘坛祭天之昊天上帝牌位的地方，而皇乾殿则是存放祈年殿进行祭祀礼仪的礼乐器物的地方。
神厨、神库与宰牲亭
在祈年殿墙之东，通过一个连廊，可以到达为祈谷坛与祈年殿的祭祀大典准备祭品的神厨、神库与宰牲亭。不同于佛教信仰中不杀生的理念，在儒家坛庙建筑中，所贯穿的是儒家礼制的规范。儒家礼制规范中，对于祭祀的对象，无论是其先祖，还是天地神明，都是要血祭的，即要让冥冥中的神灵，有如在人世一样，有庖厨酒肉的美食。因而，每在祭祀之前，为神灵准备一顿美味佳肴，就是必不可少的环节之一。而以孔夫子“君子远庖厨”的古训，那些能够见到血腥的神厨与神库，特别是宰牲亭，无疑要设置得离圣洁的祭祀中心要有一点距离。同样的附属建筑配置也出现在位于天坛南部的圜丘坛附近。在圜丘坛墙以东，也有两个小院，同样布置了神厨、神库与宰牲亭。这里被称作南神厨。南神厨是一座五开间悬山式屋顶的建筑，其前有一座六角亭，这是一座绿琉璃瓦盝顶式井亭建筑，其下之井被称为甘泉井。院门之外有一条走牲道，在祭祀时，这条小道上覆盖有专门用于运送祭品的临时性的走牲棚。走牲道与圜丘坛东墙正中的门相接。所运祭品进入门后，要向南绕到内墙的南门处，然后，从这里进入内墙，再呈送至坛台上。由此也可以略窥出这一祭祀大典进行时的严肃与庄重。
斋宫
按照儒家礼制，大型祭祀礼仪之前要有一个斋戒准备的过程。天坛斋宫就是明清两代帝王举行祭天大典之前斋戒的地方。它位于由祈年殿至圜丘坛之建筑中轴线的西侧，紧贴天坛内垣西壁，在祈谷坛的西南侧及圜丘坛的西北侧，大致位于两者之间居中的距离，并有一条甬道与连接祈年殿与圜丘坛的丹陛桥相接。这很可能是为了方便帝王在祭祀时到达这两处祭祀地点行走的距离相当。斋宫内的建筑物主要有正殿、寝殿、钟楼、值守房和巡守步廊等建筑物，其中正殿是采用砖筑无梁殿形式。殿为五开间绿瓦庑殿顶，其外有两重宫墙与两道御沟所围护。这座砖筑无梁殿是明代永乐十八年（1420年）建造，殿内用砖筑拱券，并在殿内正面悬有乾隆皇帝手书的“钦若昊天”牌匾。殿前有白石台基与月台，并绕以白石栏板及望柱、螭首等装饰构件，虽然建筑及院落不是很大，仍显得凝重高贵。殿前月台北端有一座绿瓦攒尖顶的铜人亭，是在天子斋戒时放置斋戒铜人的地方。一般的攒尖屋顶，是不会用吻兽的，而这座小亭却在四条戗脊的上端用了四个吻兽，中央拱卫着一颗宝珠，透出天子之居的至高威严。殿前月台还有一座敬时亭。在斋宫内外重宫墙之间东北角位置有钟楼一座。钟楼为两层，下檐用砖筑拱券，门洞四达，上檐为木构绿瓦歇山式屋顶，内悬有明代所铸大钟。钟楼的功能是天子前往圜丘坛或祈年殿时，通过鸣钟来传达天子行进的资讯，并为大典提供了一个音响的前奏。另外，皇帝进出斋宫，还要通过钟声来迎送，以增加帝王祭祀礼仪的庄严与隆重感。
神乐署与牺牲所
神乐署，初名神乐观，这是一组坐西朝东的建筑群，位于天坛外垣墙西墙内侧，西天门以南的位置。清乾隆八年（1743年）改名为神乐所，乾隆十九年（1754年）又改名为神乐署。正殿为凝禧殿，是一座五开间大殿，殿前有月台，月台前出三个踏阶，各为六级。其后显佑殿为七开间，殿前左右设配殿各三间。显佑殿之后是一个存放祭祀用的袍服的库房，共有23间，库房与两侧配殿及庑房相连而形成一个周回为廊院纵深为三进的格局。其前设署门及影壁。两侧庑房中有一些教习祭祀时的礼仪音乐和舞蹈的房间。有趣的是，在这样一个最高等级的儒家祭祀礼仪准备的庄重场所，明代时却让道士们居住，这也是其初名为神乐观的原因之一。直到清代乾隆年间，才逐出道士，而更名为神乐所，及后来的神乐署。在距离神乐署南墙不远处，有一座坐北朝南的院落是牺牲所。牺牲所大门为三间，正房十一间，中央三间为供奉牺牲神的地方，其余有牧夫房、牛房、羊房、鹿房、兔房、内库房、泡料房、磨房等若干间；在牺牲所围垣外的西北隅有一座钟楼。其功能也应该是在举行祭祀礼仪时用于传达某种资讯。
具服台
西天门所对应的甬道，也是人们登临天坛必经的路径。这条甬道与丹陛桥相交的位置，是皇帝祭祀大典前作准备的具服台。具服台三面有雕石栏杆，是皇帝祭祀时漱洗更衣的地方。每年在祈年殿举行祭祀时，先在此台上支搭圆形幄帐，称为“幄次”，通称“小金殿”，是个可活动的建筑。皇帝由斋宫到祈年殿行礼，先到这“小金殿”中更换礼服。
