唐长安城（外廓）中，从北至南，横亘着六道岭，时人谓之“六陂（坡）”“六阜”“六冈”。皇宫、官府和寺院等代表政权和神权的建筑物高踞其上，以示威严。慈恩寺占有第六道岭的西端。大雁塔建在岭脊上，居高临下，与建在第一道岭上的大明宫相对。二者之间由皇宫正门丹凤门外的丹凤门大街和东城区的中轴线东朱雀大街相连，二者相距7.5千米。两个高大辉煌的建筑群南北呼应，甚为壮观。
（一）大雁塔的修建
唐高宗永徽三年（652年），玄奘法师历尽千辛万苦从印度带回的大量佛经和佛舍利，以“恐人代不常，经本散失，兼防火难”为由，拟于慈恩寺端门之阳，造石塔一座，妥善安置经像舍利，并于652年附图表上奏。
玄奘最初设计的方案是：“于（寺内）端门之阳造石浮屠安置西域所将经像。其意恐人代不常，经本散失，兼防火难。浮屠量高三十丈。拟以显大国之崇基为释迦之故迹。”玄奘之所以设计高达“三十丈”的巨型石塔，就是为了以佛祖释迦国度之“故迹”——有纪念意义的佛塔来显示“大国”——中国之“崇基”。可知，此石塔的形制（非指规模）完全是古印度式的，而且有所指。它与唐代以前已经中国化的佛塔大不相同。但是，因为玄奘遍历印度，所见佛塔众多，仅《大唐西域记》中亲笔记载的就以百计。其中有纪念意义、可作为印度“故迹”的也不少。再加上玄奘对所见之塔的记载又过于简略，均未描述其形制，所以“石浮屠”的具体样子已难说清。
高宗以“所营功大，恐难卒成”为由，不完全同意这一方案。唐高宗修改、批准并付诸建造的方案是：“宜用砖造”“改就西院”（当年慈恩寺共十多院，今大慈恩寺仅是最西边的一院），塔基四面各一百四十尺，塔的表面砌砖，中心是土，共五层，高一百八十尺。玄奘将他从印度带回来的梵文经卷、佛像和一万余粒舍利收藏于塔中。
这座佛塔由于系砖表土心的缘故，质量不好，仅仅存在了四五十年，便逐渐坍塌，因而在长安年间（701—704年），武则天又和当时的王公贵族施钱重修，全部改用砖石砌筑。
大雁塔现存七级，但是重修以后的层数和高度，即使在唐人的诗文记述中，也有七级和十级之别。唐玄宗天宝三年进士岑参在《与高适薛据登慈恩寺浮屠诗》中写道：“四角碍白日，七层摩苍穹。”唐代宗大历六年进士章八元则在《题慈恩寺塔》中说：“十层突兀在虚空，四十门开面面风。”意为大雁塔每层开四个门，当初高十层，所以有四十个门。据此，有人认为大雁塔重修后，应为十级，大概是朱温迁唐昭帝于洛阳时，大拆长安建筑，塔遭破坏，才成了现在的七级。
通过对现有史料的分析，“七级说”似乎更能站得住脚，原因如下：
1.从建塔到唐王朝覆亡，大雁塔未有遭到兵火的记录，《旧唐书》《新唐书》和《资治通鉴》均无此记载，所以，“朱温破坏说”只能止于推测，而没有确凿的史料支撑。
2.佛教崇尚奇数，不尚偶数。作为佛教重要标志的佛塔的级数，特别是名塔的级数必然是奇数，中国现存佛塔中级数为偶数的极为罕见。此外，佛教中也很尊崇数字“七”。据说，释迦牟尼出走时，七步内脚踏莲花，而且于菩提树下静坐七七四十九天后终修得正果。佛塔都为七层，所以有救人一命胜造七级浮屠之说。佛教的“本原说”中，万事由地、水、火、风、空、识、根七种本原生成；佛寺由七种厅堂组成；人死后要祭奠七七四十九天等等。此外，佛教中还有七如来、七菩提、七觉支、禅七、佛七等说法。
3.中国的神权依附皇权，营建几级佛塔，最终决定权在皇帝。武则天虽“革唐命”，建立过“大周”，推行过许多改革，但她曾落发感业寺，称帝后又与和尚关系极密，她不反对佛教，也未对佛教教义进行改革，因此，也没有道理将重修的大雁塔改为违背佛教精神的偶数层。
4.章八元的“十层突兀在虚空，四十门开面面风”是文学作品，不是史书，允许夸张。但将“七层”夸张为“十层”，以示其高显然没有多大意义。不管是在读音还是在字形“七”与“十”极相近，因此可能是后人将“七”误抄或误记录为“十”，每级四个门，四七正好二十八，这样就说得通了，它既实写了塔的级数和门数，又是古诗文常见的表现手法。就像古代常常形容年轻小姐青春年少，“二八年华”，即十六岁。这和上面的推测如出一辙。
（二）大雁塔的内部结构
大雁塔是我国仿木构楼阁式砖塔的佼佼者，更以“唐僧取经”故事驰名中外。大雁塔由塔座、塔身、塔刹组成，通高为64.7米，塔基现高4.2米，南北约48.7米，东西45.7米，塔体呈方锥形，底边长为25.5米，塔刹高4.87米，塔体总重量约为7万吨。塔体各层均以青砖模仿我国唐代建筑砌檐柱、斗拱、栏额、檀枋、檐椽、飞椽等仿木结构，磨砖对缝砌成。一层二层多起方柱隔为九开间，三四层为七开间，五六七八层为五开间。塔内装有楼梯，供游人登临，可俯视西安古城全貌，令人心旷神怡。
大雁塔每层四面均辟砖券拱门洞，特别是底层四面皆辟石门，门楣门框雕刻有唐代线刻画，四门楣分别以流畅生动的阴线雕刻有佛、菩萨、金刚力士像。构图中的佛像，为四方四佛像，即东方妙喜世界阿鄢佛、南方欢喜世界宝相佛、西方极乐世界阿弥陀佛和北方莲花世界微妙声佛。特别珍贵的是西门楣上的阿弥陀佛说法殿堂图，所绘殿堂真实地体现了唐代建筑风格——厚重的螭吻、大方的斗拱、檐角铁马、殿内楹柱、台座踏步、两侧廊庑，无不刻画得细致入微，实是今天我们研究唐代建筑、佛教艺术和历史文化的珍贵资料。
现在大雁塔一层内设有古塔常识及中国名塔照片展，展示了佛塔的起源与发展，佛塔的结构和分类等背景知识。洞壁两侧镶嵌有多通明代题名碑，其中“名题雁塔，天地间第一流人第一等事也”，乃是当时“雁塔题名”之风光写照。此外，还有描写玄奘辉煌一生的《玄奘负笈像碑》和《玄奘译经图碑》。在塔内一层四大通天明柱之上，悬挂着长联，写着唐代的历史、人物、故事。
大雁塔二层的塔室内，供奉着一尊铜质金镏的佛祖释迦牟尼佛像，系明初宝贵文物，被视为“定塔之宝”。在两侧的塔壁上，还附有文殊、普贤菩萨壁画两幅及现代名人书法多幅。多是唐代诗人登临大雁塔有感而发的诗句，朗朗上口、意味悠长。
在三层塔室的正中，安置一木座。座上存有珍贵的佛舍利。舍利系印度加尔各答玄奘寺住持、印籍华人高僧释悟谦法师赠送，属一乘佛宝。玄奘法师当初为存放从西域所取经像舍利而建造此塔，玄奘法师究竟从西域带回多少舍利，在《法师传》中记载仅说是150枚肉舍利和一函骨舍利，具体数量未说明。而在同书描写修塔一节时，说明“层层中心皆有舍利，或一千，二千，凡一万余粒”。后来武则天长安年间改建时，将塔中原有舍利如何处置，未有翔实的史料记载。玄奘法师历经千辛万苦所取佛之舍利是另行存放，还是散失就不得而知，最终成为千古之谜！为了弥补大雁塔舍利之谜的缺憾，让更多的人共同瞻仰佛宝舍利，便将佛宝陈列于大雁塔上。远在印度的释悟谦大师听闻此消息后也颇感欣慰。除此之外，塔室三层还存有大雁塔模型，严格按照1：60的比例，请名家制作，选材上乘，惟妙惟肖。
大雁塔五层上，陈列着一通释迦如来足迹碑，该碑是依据唐代玄奘法师晚年于铜川玉华寺请石匠李天诏所刻制的佛足造像复制而成。玄奘法师西行求法，在佛国印度巡礼时，分别在屈支国、乌仗那国和摩揭陀国等处，先后观礼过西域或印度几处佛足造像遗迹。在佛国印度，佛教徒对佛祖释迦牟尼非常敬仰，对佛教十分虔诚，进而对佛足迹甚为敬重，素有“见足如见佛，拜足如拜佛”之说法，一样地顶礼膜拜。佛足遗迹在古代印度有三处，随着佛教东传，在我国和日本、韩国都有多处佛足造像碑石，如山西五台山、陕西宜君玉华宫、耀县文化馆、西安卧龙寺都有遗存。玄奘法师所刻制的佛足印石的佛足图案，较国内其他几处的佛足印造型，更原始、更生动、更珍贵，佛足五趾微张，方颐圆满，具有典型的异国风格。在五层的塔室内，还收集展出有玄奘鲜为人知的数首诗词。可窥见玄奘很高的诗词艺术造诣。