武当古建可溯源至秦汉，许多隐士、道众在此结茅为庵。唐贞观年间（627年—649年），唐太宗敕建五龙祠；大历年间建“太乙”、“延昌”等庙宇；乾宁三年又建“神威武公新庙”。宋真宗时升五龙祠为五龙观；宋宣和年间，创建紫霄宫。
武当山古建筑群，元代建成9宫8观。
明永乐年间，永乐皇帝遣隆平候张信、驸马都尉沐昕、礼部侍朗金纯、工部右侍郎郭琎等率军民工匠三十多万人，用十二年时间，在武当山长达160里的建筑线上建成9宫9观等33处建筑群。成化、嘉靖年间，又有所扩建和增建，使武当山成为当时全国最大的道场。据不完全统计，明代有各种建筑五百多处，大小为楹二万多间。
武当山古建筑群是根据《真武经》中真武修真的神话来设计布局，突出了真武信仰的主题。在《真武经》中，真武的出生地为净乐国，因此，在均州城外建有净乐宫；五龙、紫霄、南岩为真武修炼之地；玉虚宫，因真武被封为“玉虚师相”而得名；
真武曾领元和迁校府事而建元和观；回龙观、回心庵、磨针井、太子坡、龙泉观、上下十八盘、天津桥、九渡涧等无不与真武修真的神话有关，营造出一种浓厚的宗教气氛，使朝山香客一进入武当山，就沉浸在真武修真的神话氛围中，潜移默化地加深了对真武的信仰和崇敬。
武当山古建筑群的整体布局以天柱峰金殿为中心，以官道和古神道为轴线向四周辐射。北至响水河旁石牌坊为80千米，南至盐池河佑圣观25千米，西至白浪黑龙庙50千米，东至界山寺35千米。采取皇家建筑法式统一设计布局，整个建筑群规模宏大，主题突出，井然有序。
武当山古建筑群还体现了道教“崇尚自然”的思想，保持了武当山的自然原始风貌。工匠们按照明成祖朱棣“相其广狭”、“定其规则”、“其山本身分毫不要修动”的原则来设计布局。营建武当山的材料不是就地取材，而是从陕西、四川等地采买。
营建时，充分利用峰峦的高大雄伟和岩涧的奇峭幽邃，使每个建筑单元都建造在峰、峦、岩、涧的合适位置上，其间距的疏密、规模的大小都布置得恰到好处，使建筑与周围环境有机地融为一体，达到时隐时现、若明若暗、混为一体的艺术效果。
综观武当山古建筑群，荟萃了中国古代优秀建筑法式，集中体现了皇宫的宏伟壮丽，道教的神奇玄妙，园林的幽静典雅，民间的淳朴节俭等多种特色，形成了丰富多彩的传统建筑风格。明代张开东把武当山的建筑称为“补秦皇汉武之遗，历朝罕见；张金阙琳宫之胜，亦寰宇所无”。
1982年，国务院公布武当山为全重点风景名胜区时，称武当山古建筑群“工程浩大，工艺精湛，成功的体现了‘仙山琼阁’的意境，犹如我国古建筑成就的展览”。1994年12月17日，被联合国科教文组织列入《世界文化遗产名录》。
