元代先後有四座都城，故而宮城也有四座。1206年，由成吉思汗建立的蒙古帝國不斷擴張勢力，很快統一了歐亞大陸的大部分。
1235年，他的繼承者窩闊臺在草原深處着手建立帝國的都市建築，這就是哈刺和林城。
1251年，蒙哥汗在漠北即位，其弟忽必烈南下駐帳於灤河上游的金蓮川地區，廣徵名士，建立了著名的金蓮川幕府。1256年，忽必烈命劉秉忠選擇桓州東、灤水北建城郭，三年建成，初名開平府。1260年，忽必烈在此登基繼汗位，這裏成爲臨時都城。元上都是蒙古族掌握政權後第一座真正意義上的帝國都城。
1267年，在金中都東北營造新都即大都城，1276年基本建成。將開平府更名爲上都，亦稱上京、灤京、成爲和元大都並列的草原都城。
1307年，元武宗海山即位，下詔在旺兀察都創建中都，1311年，武宗病卒，仁宗即位，敕令停建，中都至此冷落，元朝末年，中部毀廢。
蒙古帝國時期
和林萬安宮
哈剌和林(突厥語，意爲“黑石”)故址位於今蒙古國前杭愛省鄂爾渾河右岸呼舒柴達木之南20公里的額爾德尼召近旁，距烏蘭巴托市380公里。根據《元史》的記載，成吉思汗確定哈剌和林爲都城是在1220年，興建宮殿是到了窩闊臺當政時期的1235年纔開始的。哈剌和林城由外城和宮城兩個部分組成。外城南北牆爲1500米，東西牆，長的地方爲1120米，短的地方爲580米，主軸方向爲北偏東30度。外城周長約5.2公里。外城內，東南角有手工業作坊和商業店鋪。根據史料記載，在城內，除兩大居民區以外還建造了十二座屬於各種不同民族的異教徒的廟宇，包括兩座伊斯蘭教徒寺院和一座基督教徒教堂等建築。宮城，即窩闊臺汗興建的“萬安宮”位於外城西南隅，宮殿圍牆呈不規則方形，長約255米，寬約220〜255米，內有5個臺基，中央的臺基高約2米。萬安宮由覲見大廳、側樓和大門殿組成。靠近萬安宮覲見大廳左右兩面的是側樓。這裏是倉房或者諸王、貴子們的豪華住宅所在。宮城的南側有一隻用花崗石雕塑成的龜趺，龜背上有方形切口。這樣的龜趺在哈剌和林附近共有四座，皆爲聖旨碑文的臺座。
萬安宮遺址出土了大量的佛像雕塑、壁畫和成千上萬的擦擦等與佛教有關的遺物。顯示了當時哈剌和林的佛教活動和佛教藝術的發展規模。大蒙古國時期，《大藏經》、《古蘭經》等宗教經典著作，在哈剌和林寺院的教堂內被普遍收藏並翻譯。同時，各種宗教文化、哲學等，通過各類宗教人士傳播到哈剌和林。
哈剌和林是蒙古人在北方草原上修築的第一座都城，不僅是大蒙古國的政治、經濟和文化中心，還是13世紀東西方世界之間的一個重要交通樞紐。
元朝時期
元上都宮城
上都城坐北朝南，城垣平面呈正方形，邊長2200米，四周有一道寬約20米的護城壕環繞，從外向裏，由外城、皇城、宮城三重城組成。皇城在全城的東南，城牆夯土外砌磚石，東西各二門，南北各一門，每面牆長1400米。皇城正中偏北是宮城，東北角是華嚴寺，西北角是乾元寺，東南和西南二角亦各有一座廟宇。宮城城牆夯土外包以青磚，東西寬570米，南北長620米，東、西、南三面有門。城內宮殿建築各自成羣，互不對稱，有泉池穿涌其間，園林特色十分明顯。城北郊則有很多寺廟和宮觀。上都宮城內的宮殿建築，最主要的是大安閣。元代許多詩人都把高入雲霄之大安閣視作上都的象徵。元朝重大典禮多在大安閣舉
行。如元代諸帝繼位時，在大安閣舉行即位儀式。除大安閣外，較大的宮殿建築有洪禧殿、水晶殿、香殿、宣文閣、睿思閣、仁壽閣等。其中以水晶殿比較重要。水晶殿俗名涼殿，是夏季皇帝乘涼的地方，常在殿中舉行宴會。
上都的外城，北半部爲皇家園林區，南半部爲宮帳區。城北依地勢高緩，借景創物，建有橫貫城垣，縱向800米，外城北牆富於自然風趣的大型御苑，其面積大於城池總面積的三分之一，所種奇花異草和豢養珍禽異獸，不但滿足了皇親貴戚遊覽觀賞的情趣，同時對調解、穩定上都城的自然生態系統起到了積極作用。在城內設置大面積的苑囿，實爲元代首出機杼。元上都現爲全國重點文物保護單位，2011年被聯合國教科文組織列入世界文化遺產。
元大都宮城
1264年八月，忽必烈下詔改燕京(今北京市)爲中都，定爲陪都。1267年決定遷都位於中原的中都，1272年，將中都改名爲大都(突厥語稱汗八里，帝都之意)，將上都作爲陪都。
忽必烈遷都燕京後，乃居住於城外的金代離宮——大寧宮內。至元四年(1267年)，開始了新宮殿和都城的興建工作。中書省官員劉秉忠爲營建都城的總負責人，阿拉伯人也黑迭兒負責設計新宮殿。郭守敬擔任都水監，修治元大都至通州的運河，並以京郊西北各泉作爲通惠河上游水源。
至元二十二年(1285年)時，大都的大內宮殿、宮城城牆、太液池西岸的太子府(隆福宮)、中書省、樞密院、御史臺等官署，以及都城城牆、金水河、鐘鼓樓、大護國仁王寺、大聖壽萬安寺等重要建築陸續竣工。至元二十二年，發佈了令舊城(金中都故城)居民遷入新都的詔書：“詔舊城居民之遷京城者，以資高及居職者爲先，仍定製以地八畝爲一份，其地過八畝或力不能作室者，皆不得冒據，聽民作室”。
至元二十二年到三十一年，有四十至五十萬居民自金中都故城遷入大都。此時期還陸續完成了宮內各處便殿、社稷壇、通惠河河道、漕糧倉庫等建築工程。元大都的營建工作至此基本完畢。此後元代各帝陸續又有添建，如孔廟、國子監、郊祭壇廟和佛寺等，但對元大都總體佈局沒有變動。
中心之閣以南爲皇城。皇城四周建紅牆，又稱“蕭牆”，其正門稱櫺星門，左右有千步廊。蕭牆的東牆外爲漕運河道。皇城並非以大內宮城軸線爲基準、東西對稱，而是以太液池爲中心，四周佈置三座宮殿——大內、隆福宮和興聖宮，這種佈局反映了蒙古人“逐水而居”的特點。
宮城，又稱大內。大內正門爲崇天門，北面爲厚載門，東爲東華門，西爲西華門。崇天門前有金水河，河上有周橋(相傳今北京故宮內之斷虹橋)。大內正殿爲大明殿，是元帝理政和居住的場所，面闊十一間，後有廊廡連接後殿。大明殿之後爲延春閣，爲皇后居所。此外還有玉德殿、內藏庫、鷹房、羊圈等建築。
整個皇宮宮殿建築羣一方面沿襲貫徹儒家建都學說的思想，突出全城的中軸線，並保證主體宮城正門、皇城正門、都城正門皆在中軸線上。另一方面，由於蒙古族作爲遊牧民族，其自身遊牧文化與中原地區的農耕文化碰撞融合，對傳統意義上的皇家宮殿和園林也做了部分創新與改造。
其中最爲讓人稱道的一筆就是將皇宮與園林融爲一體，圍繞太液池形成的宮殿羣與瓊華島上的廣寒殿遙相呼應。在整個元朝皇宮一期建築羣中，最爲矚目的就是於至元十年 ( 1273) 十月建成的以大明殿爲主體的皇宮正殿。從規模上看，新建的皇宮正殿所含建築數量爲整個宮殿羣中最大的一個，共計大明門 7 間,大明殿 11 間，寢殿 5 間，香閣 3 間，兩翼室各3 間，周廡房屋 120 間。
從功能上看，大明殿類似於故宮的太和殿，是當時舉行朝會、宴會及典禮的重要活動場所。元代著名詩人劉鶚就曾作詩描述這壯觀的場面：“雲開日上黃金 殿,地迥風鳴碧玉珂。虎豹關臨儀仗肅,魚龍海 會俊良多。”但元代的大明殿又與明清時期的皇宮正殿有些許不同。元代大明殿不僅類似於太和殿還兼具明清時乾清宮的職能，皇帝不僅在此辦公還在此作息。由此可見，元代的外朝與內廷並無嚴格區分，這也是相比明清宮廷的極大區別。除此以外，元代大明殿內皇帝與皇后的座位並排設置，兩側還設有宗王及文武百官的座位。但明清時期的皇宮正殿內通常只設皇帝御座，並無皇后及百官的座位。不難看出，在元代遊牧民族的文化傳統中，男女之間的尊卑差距並無懸殊，臣子之間也無太大差距。
歷時近20年後，即至元二十二年(1285年)，整個皇宮建造一期工程基本完工，其中包括了大內宮殿、宮城城牆、太液池西岸的太子府(隆福宮)、中書省、樞密院、御史臺等官署，以及都城城牆、金水河、鐘鼓樓、大護國仁王寺、大聖壽萬安寺等附屬建築。
元惠宗至正二十八年(明太祖洪武元年，公曆1368年)，明朝開國皇帝朱元璋遣將徐達、常遇春率軍北征，全軍一路上勢如破竹，英勇善戰，於同年七月抵達通州。元惠宗聞訊後大驚失色，下令淮王帖木兒不花監國，自己攜后妃、太子、公主自健德門出城北逃避難。到了至正二十八年八月初二(1368年9月14日)，明朝軍隊將大都齊化門攻破，並由此入城。在明軍徹底佔領大都後，明太祖下令將大都改名爲北平。大將徐達秉承太祖旨意，號召衆人點火燒燬了元皇宮，並且嚴禁史書史料提及此事，因此，對於中國百姓而言，元皇宮的存在和消失似乎悄無聲息。
此外，元大都城牆雖被廢棄卻未被拆除，直至嘉靖朝俺答之變時，在土城仍有明軍駐守。到了明朝末年，由於年代變遷，元大都南城垣已被剝蝕爲數座土丘，至清朝，大都南城垣遺蹟已完全消失。
元中都皇宮
元中都的崛起是一個奇蹟。中都坐北朝南，由廓城、皇城、宮城回字形相套，具有皇城格局。中都城首先在規制上就顯現出壯觀和輝煌的構架。宮城南北長610米，東西寬555米，城垣較完整。宮城中心大殿處於四門交點上，大殿三層臺基，中層南北長90米，中部因前後殿分野呈亞腰狀。東西寬48米。二、三層臺基共有7條14級踏道。前殿踏道直通南門，中間御道寬7米，兩旁臣道各寬5.5米。前殿大而方，後殿短闊，中間遊廊連接，呈工字形。大殿後寢臺上，有兩個漢白玉蓮花柱礎，礎徑1米。
大殿的御道上鋪着龍紋地磚，方形地磚四角有法輪紋飾，中間團龍噴雲吐霧，栩栩如生。臣道頂端東北角出土的漢白玉角石長93釐米、寬38釐米、厚22釐米，正面浮雕紋飾爲游龍戲珠圖形;側面圖形爲鳳穿牡丹。前殿東步道臺階下出土兩幅奔馬圖形磚雕。奔馬於祥雲氤氳中昂首甩尾，四蹄騰空，疾馳如飛，屬元代磚雕精品。
前殿中軸線上三分之一處的地磚下有一塊方形青石板，板上縱橫各劃六格，共36格。每格內有一組八思巴文數字，縱橫及對角線每行六組數字的總和爲111，名爲六六幻方，此喇嘛教鎮符，是鎮宅辟邪之物。1998年，元中都重新被發現。1999年元中都被評爲全國十大考古發現之一，是全國重點文物保護單位。
