Алтарь неба — по форме круглая, уступчатая, суживающаяся кверху пирамида из трех ярусов, сооруженная из ослепительно-белого мрамора. Лестницы и уступы алтаря обнесены белокаменными балюстрадами со скульптурными украшениями, в основном в виде драконов и фениксов. Общее число фигурных столбиков-балюстрад составляло 360, что соответствует числу градусов, на которое астрономами разделен небесный свод. В центре алтаря размещена большая каменная плита, вокруг которой выложены кольца меньших по размерам плит, число их увеличивается соответственно диаметру. Здесь хранились таблички с обращениями к божеству неба и духам предков императоров; во время церемоний эти таблички устанавливались на Алтаре неба.
Доминирующим цветом Храма неба был голубой — символ неба. Большинство предметов, предназначенных для церемониальных жертвоприношений, были голубого цвета: жертвенная посуда, шелк, дорожки к императорскому шатру, навесы над тропинками и т. п. При молебствиях цвету вообще придавалось большое значение. Тексты молитв, которые император читал в Храме неба, готовились заранее. Ежегодно они обновлялись и записывались на деревянных дощечках, оклеенных бумагой различного цвета: голубого — для неба, желтого — для земли, красного — для солнца, белого — для луны.
Когда император молился небу, он облачался в халат голубого цвета, когда молился земле — желтого, солнцу — красного, луне — белого. При жертвоприношений небу император облачался в особое жертвенное одеяние, на котором были вышиты солнце, луна, звезды и драконы.
В течение трех суток до начала жертвоприношений в Храме неба император и его приближенные должны были соблюдать строжайший пост. Правила поста запрещали пить вино, есть чеснок и лук. Лица, носившие траур или имевшие раны на теле, лишались права участвовать в церемониях. Нельзя было навещать больных, посещать могилы, присутствовать на похоронах, молиться духам, слушать музыку, участвовать в судебном процессе. Одним словом, запрещалось делать все, что могло бы отвлечь внимание от подготовки к великому торжественному обряду.
В первые два дня пост соблюдался во дворце под наблюдением императора, а в последний день — в специальном Зале воздержания. И там и здесь были установлены большой алтарь и Статуя молчания — бронзовая фигура человека, три пальца левой руки которого касались губ, что символизировало молчание, а в правую руку была вложена табличка с текстом «Правил соблюдения поста в течение трех дней».
Репетиция предстоящего торжественного акта проводилась в Палате церемоний. После репетиции шелк и нефрит, предназначенные в дар божествам, выставлялись во дворце, где император совершал девять земных поклонов перед отправлением этих даров в Храм неба.
Обряд жертвоприношений в Храме неба проходил так. Император в роскошном паланкине покидал свой дворец еще накануне, на закате солнца. Прибыв в храмовую рощу, император осматривал жертвенных животных. Жертвоприношения к этому дню готовились на специальной «кухне богов» и состояли из говядины, свинины, баранипы, оленины, зайчатины, рыбы, риса, каштанов, ростков бамбука, различных пряностей и т. д. Съестное преподносилось богам в ритуальной посуде, сделанной из фарфора или бамбука.
После осмотра жертвоприношений Сын неба направлялся в Храм поста и покаяния и здесь, преклонив колени, предавался молитвам. Затем он следовал в императорский шатер, где происходила церемония омовения рук и облачения верховного жреца в ритуальные одежды.
Необычайно торжественным было шествие к Алтарю неба. Впереди шли знаменосцы, за ними — музыканты, затем следовали император и сопровождавшие его лица. По пути танцоры под звуки музыки исполняли медленный ритуальный танец.
Церемония служения небу происходила в ночное время. В мерцании бесчисленных факелов жрецы в длинных голубых шелковых одеяниях ставили на алтарь таблички с именем верховного владыки неба — Шан-ди, а также усопших императоров царствующей династии. Там же, чуть пониже, устанавливали таблички духов солнца, Большой Медведицы, пяти планет, 28 созвездий, таблички духов луны, ветра, дождя, туч и грома.
На длинных столах перед каждой табличкой располагали курильницы с восковыми и курительными свечками. Здесь же раскладывали богатые жертвоприношения. Верховному владыке Шан-ди приносили в жертву 12 кусков плотной голубой шелковой ткани; усопшим императорам — по 3 куска белого шелка; планетам, звездам и стихиям — 17 кусков красной, желтой, голубой, черной и белой шелковой ткани. Кроме того, жертвоприношениями служили различные предметы из нефрита. Перед табличками духов размещалась также и жертвенная трапеза: заколотый бык, баран или свинья, чашки с рисовой водкой, блюда с различными яствами.