周朝祭天的正祭于每年冬至之日在国都南郊圜丘举行。“圜丘祀天”与“方丘祭地”都在郊外，所以也称为“郊祀”。
圜丘是一座圆形的祭坛，古人认为天圆地方，圆形正是天的形象，“圜”同“圆”。祭祀之前，天子与百官都要斋戒并省视献神的牺牲和祭器。祭祀之日，天子率百官清早来到郊外。天子身穿大裘，内着衮服（饰有日月星辰及山、龙等纹饰图案的礼服），头戴前后垂有十二旒的冕，腰间插大圭，手持镇圭，面向西方立于圜丘东南侧。这时鼓乐齐鸣，报知天帝降临享祭。接着天子牵着献给天帝的牺牲，把它宰杀。这些牺牲随同玉璧、玉圭、缯帛等祭品被放在柴垛上，由天子点燃积柴，让烟火高高地升腾于天，使天帝嗅到气味。这就是燔燎，也叫“禋（yīn）祀”。
随后在乐声中“尸”登上圜丘。“尸”由活人扮饰，作为天帝化身，代表天帝接受祭享。“尸”就座后，面前陈放着玉璧、鼎、簋等各种盛放祭品的礼器。祭献者先向“尸”献牺牲的鲜血，再依次进献五种不同质量的酒，称为“五齐”。前两次献酒后要进献全牲、大羹（肉汁）、铏羹（加盐的菜汁）等。第四次献酒后，进献黍稷饮食。荐献后，“尸”用三种酒答谢祭献者，称为“酢”。饮毕，天子与舞队同舞云门之舞，相传那是黄帝时的乐舞。最后，祭祀者还要分享祭祀所用的酒醴，由“尸”赐福于天子等，称为“嘏”，后世也叫“饮福”。最后，天子还要把祭祀用的牲肉赠给宗室臣下，称“赐胙”。
后代的祭天礼多依周礼制定，但以神主或神位牌代替了“尸”。
古代最大规模的祭天是封禅仪式。封禅是古代帝王在改朝换代或天降祥瑞之时祭祀天地的大型典礼。
战国时齐鲁儒士认为五岳中泰山为最高，帝王应到泰山祭祀。《史记•封禅书》有“自古受命帝王，曷尝不封禅”。《管子•封禅篇》则有“……昔无怀氏封泰山，禅云云；虙羲封泰山，禅云云；神农封泰山，禅云云……”可见，封禅之仪在“三皇五帝”时便已有之。
后世从秦始皇开始至宋真宗为止共有六帝十次封禅泰山。明太祖朱元璋取消了泰山的封号，此后，明清两朝将原来的封禅改为了祭祀。
