绕黄山，濒渭水而东折，其地广达三百余里。
苑中冈峦起伏笼众崔巍，深林巨木崭岩参差，八条河流流注苑内，更有灵昆、积草、牛首、荆池、东、西破池等诸多天然和人工开凿的池沼，自然地貌极富变化，恢宏而壮丽。
由于苑内山水咸备、林木繁茂，其间孕育了无数各类禽兽鱼鳖，形成了理想的狩猎场所，当年曾有不少文人为之作赋，描绘苑囿胜概，叙述田猎盛况。
司马相如的《上林赋》：“终始灞浐、出入泾渭。沣镐涝潏，纡馀委蛇，经营乎其内。荡荡乎八川，分流相背而异态。东西南北，驰骛往来。”是依据水系为上林苑划定范围。
灞、浐二水自始至终不出上林苑；泾、渭二水从苑外流入又从苑内流出；沣、镐、涝、潏四水纡回曲折，周旋于苑中。
上林苑内容，据《汉书·旧仪》载：“苑中养百兽，天子春秋射猎苑中，取兽无数。其中离宫七十所，容千骑万乘。”可见仍保存着射猎游乐的传统，但主要内容已是宫室建筑和园池。据载，上林苑中有36苑、12宫、21观。36苑中有供游憩的宜春苑，供御人止宿的御宿苑，为太子设置招宾客的思贤苑、博望苑等。
上林苑中还有大型宫城建章宫，还有一些各有用途的宫、观建筑。
如演奏音乐和唱曲的宣曲宫；观看赛狗、赛马和观赏鱼鸟的犬台宫、走狗观、走马观、鱼鸟观；饲养和观赏大象、白鹿的观象观、白鹿观；引种西域葡萄的葡萄宫和养南方奇花异木如菖蒲、山姜、桂、龙眼、荔枝、槟榔、橄榄、柑桔之类的扶荔宫；角抵表演场所平乐观；养蚕的茧观；还有承光宫、储元宫、阳禄观、阳德观、鼎郊观、三爵观等。
上林苑中还有许多池沼，见于记载的有昆明池、镐池、祀池、麋池、牛首池、蒯池、积草池、东陂池、当路池、太液池、郎池等。
其中昆明池是武帝元狩四年所凿，在长安西南，周长40里，列观环之，又造楼船高十余丈，上插旗帜，十分壮观。
如此巨大的皇家园林，在建设之初就受到了常侍郎东方朔“上乏国家之用，下夺农桑之业”的谏阻。
历经昭、宣二帝之后，到元帝时，因朝廷不堪重负而裁撤了管理上林苑的官员，同时把宜春苑所占的池、田发还给了贫民使用。
成帝时，又将“三垂”（东、南、西三边）的苑地划给了平民。西汉末，王莽于地皇元年拆毁了上林苑中的十余处宫馆，取其材瓦，营造了九处宗庙；接踵而来的又是王莽政权与赤眉义
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