明堂为武则天垂拱四年（668年）在乾元殿旧址上建造。据文献记载，明堂高二百九十四尺，方三百尺，为多边形，圆顶。有上中下三层，古人认为明堂可以上通天象，所以“下层象四时，各随方色；中层法十二辰，圆盖，盖上盘九龙捧之；上层法二十四气，亦圆盖。”上层为圆顶亭子，上立高一丈的涂金铁凤，屋顶铺木胎夹纻漆瓦。明堂有上下贯通的巨木中桩，作为斗栱梁架依附的主干。明堂的规模和复杂程度超过唐两京所有宫殿，反映其设计与施工能力已接近或达到封建社会的最高水平。武则天时期，曾在此宴飨群臣，接受朝贺，发布政令。唐玄宗李隆基继位后，武则天时的一些宏伟建筑物先后被毁掉。开元二十七年毁明堂上层，改修下层为新殿，次年又改新殿为乾元殿。
    1986年发掘的武则天明堂遗址，在遗址中心夯土基址中心部位，发现有一圆形大柱坑，口部直径9.8米，深4.06米。坑底为四块方形大青石拼成的巨型柱础。武则天执政期间，为她正式登基称帝作准备，决定建造明堂，遂令沙门薛怀义负责主持此项工程，于垂拱三年（687年）春至四年（688年）正月，近一年的时间在东都洛阳宫城内建起了号称“万象神宫”的明堂。明堂的建造，标新立异，与汉以来在都城南郊高置的礼制性建筑不同，而是按周朝制度，“上堂为严配之所，下堂为布政之居”。（作者：张得水/文）