成吉思汗陵坐北朝南，陵的主体建筑由三座互相连接的陵宫组成。正殿高26米，在白色的墙体上，拱立着蒙古包式的穹庐顶，顶端以黄白色琉璃瓦砌出吉祥的图案。拾阶而上，陵宫的中央屹立着一尊5米多高的成吉思汗坐像。正殿后面的寝室中，并列着三个用黄缎子覆盖的蒙古包。中间安放着成吉思汗与夫人、二夫人、三夫人的灵枢，东西两边是成吉思汗的两位胞弟的灵枢。东西殿高23米，东殿安放着成吉思汗的四子拖雷（元世祖忽必烈之父）及夫人的灵枢；西殿则供奉着象征其九员大将的九面旗帜和当时用过的武器和其它物品。在正殿的东西两廊绘有大型的壁画，内容主要表现了成吉思汗一生的征战历程和忽必烈统一中国的过程。殿外有两个巨大的木制车轮，这两个车轮多年来一直受到祭扫者的无上尊崇，因为相传这是几百年前运载成吉思汗灵枢时用过的车轮。