太岁殿建筑群位于先农坛内坛北门西南侧，是为祭祀太岁及春夏秋冬等自然神灵之地。其东邻神仓，西近神厨，南为俱服殿，位置基本在先农坛内坛建筑的中心地带，建筑体量为先农坛之最。
太岁殿组群建筑占地约9076平方米，内有四座单体建筑，中轴线从南向北依次为拜殿、太岁殿，东西两侧各有厢房11间，建筑间用围墙相连，拜殿两侧墙及东西墙北侧共设随墙门4个。
拜殿建筑面积约860平方米。通面阔七间50.96米，进深三间(8椽9檩)16.88米。前置332.5平方米的月台，正面置六阶台阶三个。后檐分别在明间、稍间置六阶台阶。殿内北部减去金柱四根，其木构架结构与宋《营造法式》的“八架椽屋乳*%对六椽*%用三柱”类同。彻上明造。屋面单檐歇山式，黑色琉璃瓦绿琉璃瓦剪边。檐柱头有砍杀。斗硕为五踩单翘单昂鎏金斗硕，明间及次间补间斗硕六攒，稍间及尽间为四攒，四周共用柱头斗硕22攒(包括4攒转角斗硕)，补间斗硕84攒。殿宇前檐中三间用四扇格扇门，稍间下砌槛墙，上置四扇格扇窗，尽间砌墙，后檐七间全开四扇格扇门，格扇形制为四抹头，菱花为三交六碗。
太岁殿建筑雄伟高大，建筑面积1118.2平方米。通面阔七间51.35米，明间、稍间前置六阶台阶，进深三间(12椽13檩)25.7米。其木构架结构形式基本与故宫太和殿上层类似。彻上明造。屋面单檐歇山式，黑琉璃瓦绿剪边。柱础石为素面覆盆式，檐柱高6.2米，柱头有砍杀。金柱高10.35米，建筑室内总高15.97米。斗硕为七踩单翘双昂鎏金斗硕，明间及次间补间斗硕六攒，稍间及尽间为四攒，四周共用柱头斗硕22攒(包括4攒转角斗硕)，补间斗硕96攒。殿宇前檐七间各开四扇格扇门，其余三面砌墙，格扇为四抹头，菱花为三交六碗。殿内明间北部有神龛，无神像。拜殿及太岁殿均用金龙和玺彩绘。
东西配殿建筑面积各为755.3平方米。其面阔各11间55.56米，进深三间(6椽7檩)13.58米，前出廊，仅明间置五阶台阶，南北两侧于廊步尽头置如意踏跺三级。悬山黑琉璃瓦屋面。东西配殿大木构架为早期特色，殿宇梁架每一结点的柱头直接承载大斗，斗正面出梁头，侧面出檩枋，柱间用额枋相连接，柱头有卷杀，柱有侧角。殿宇通面阔11间，各开四抹方格四扇格扇门。彩画为龙锦枋心。
太岁殿院外东南侧有砖仿木结构无梁建筑焚帛炉一座，为焚烧纸帛祭文之用。西向，面阔6.6米，进深3.74米，黑琉璃瓦绿剪边，歇山屋面，须弥底座，正面设三个大小不同的拱券门(中门稍大)，四角有圆形磨砖圆柱，柱上砖制额枋处雕刻明代旋子彩画，上置砖仿木五踩单翘单昂斗硕，周圈有转角斗硕4攒，补间斗硕27攒。
太岁殿组群建筑，于1987年收归文物部门管理，同期进行了大规模的抢救性修缮，并根据《顺天府志》记载“垣内南北东西各三间”，复建四角值房。现由古建博物馆使用，殿内陈列《中国古代建筑展》。