未央宫考古发掘和研究在二十世纪八十年代的十年间取得了丰硕的学术成果，试掘了前殿的附属建筑遗址，发掘了椒房殿遗址、少府的宫殿建筑遗址、中央官署建筑遗址和宫城角楼建筑遗址，出土了数以万计的文物。
宫墙遗址
未央宫宫城平面近方形，四周围筑宫墙，墙宽8-10米，东、西墙各长2150米，南宫北墙各长2250米。
宫城周长8800米，面积5平宫方千米，约占都城面积的七分之一。
司马门遗址
未央宫四面各辟一座宫门，称司马门。东司马门是皇宫正门，诸侯朝谒天子、皇帝出入宫城均于北门。文武百官、宫达人显贵进出皇宫则由北司马门。东、北二司马门外修宫筑了高大的阙楼，这就是有汉一代著名于世的东阙和北阙。西、南二司马门很少使用。四座司马门遗址均已进行了勘查，确定了其位置。东司马门位于大刘寨村东南，西司马门在卢家口村中部，已探明的前殿北侧的东西汉代道路，恰与东、西二宫司马门相连接。南司马门在未央宫东南角以西850米，由门道向北有一条8米宽的南北路通入宫内。在未央宫西北角以东1300米，天宫禄阁遗址东北60米处即北司马门遗址，门内有一条宽10米的汉代南北路，通至前殿东侧。
未央宫除了四座司马门之外，还有十几座"掖门"，它们是专为某些人出入皇寄所修建的，如建于北司马门之西800米的作室门，就是一座专为宫廷作室之中的各类工匠出入皇宫的门道。
石渠阁遗址
石渠阁遗址位于未央宫西北，在北宫墙以南45米，西宫墙以东500米
石渠阁遗址
石渠阁属于战国时期以来流行的高台建筑，中央主体建筑台基尚存，现存夯土台基高7米，底部东西60米、南北50米，整个建筑遗址范围东西115米，南北120米。台基周施回廊。
天禄阁遗址
天禄阁遗址在石渠阁遗址以东520米，前殿以北720米，北距北宫墙60米，东距连接北司马门的汉代南北路35米。天禄阁也是一座高台建筑，其规模略小于石渠阁。
天禄阁遗址
现存天禄阁台基高6-7米，底部平面呈正方形，边长20多米。天禄阁四周亦置廊。遗址范围东西55米、南北60米。
沧池遗址
未央宫西南部有一片低洼地，是当年的沧池所在地。沧池位于西宫墙以东700米，南邻南宫墙。
考古勘查沧池遗址南北长约500米，东西宽约400米，总面积196000平方米。沧池水由城外泬水从章城门引入，入宫后称"明渠"。明渠故道已基本勘探清楚:渠水由西向东注入沧池，然后又从沧池北部由南向北流出，经前殿、椒房殿和天禄阁西边，向北流出未央宫。
前殿遗址
前殿是未央宫的主体建筑，位于宫城中央，是形制最高，规模最庞大的建筑，在台基之上发掘出新石器时代仰韶文化墓葬，说明前殿台基在新石器时代已存在。
前殿正门居南，门内是广阔的庭院，庭院以北则是前殿之上的三大殿。大朝正殿是中间台面上的大殿。前殿基址南北长350米、东西宽200米，北高南低，北部最高处高出今地面15米。基址由南向北可分三个低、中、高的台面。
未央宫前殿遗址
在对前殿全面勘探同时，1980年又对前殿部分廊房和慢道遗址进行了试探。西壁房址南北排列有43间房，南壁西部房址东西排列3间房，共计49间房。这些房子的平面呈长方形或方形，房与房之间置隔壁，布局一般是前堂后室，房内地面或为草泥，或为土坯铺置。
遗址内出土筒瓦、板瓦、瓦当，文字瓦当多为"长生无极"，还有陶器、兵器、钱币等。在房址内还发现了一批被火烧烤过的西汉木筒，简文有的属于病历医方，如一支医方简上端题有"冯宗山女方"字样，这说明西汉时代已有病历医案。
在前殿遗址东北角试掘了一处夯土台基及部分配房。房内有草泥地面和砖铺地面两种。夯台和房址出土了大量砖瓦建筑材料，其中有素面长条砖，方格纹、回形纹铺地砖，板瓦、简瓦及图案与文字瓦当等。房内出土陶器、钱币、兵器装备等。
椒房殿遗址
椒房殿位于前殿以北360米，可谓真正的"后宫"。椒房殿南部为正殿，其夯土台基平面为长方形，东西长50余米、南北宽30余米，面积约1500平方米。台基周施回廊，廊道地面铺砖，廊道外为散水。正殿坐北朝南，殿址南有二阙址，二者东西相距23.5米，反映出这组宫殿建筑的规格非常高。
椒房殿遗址
内院南邻正殿，平面亦呈长方形，院子四周置廊道、散水。内院东西两侧又分别发掘出夯出台基、院落、巷道和厢房遗址。特别要指出的，建筑群内的巷道遗迹在考古发掘中尚属首次发现，是为宫殿主人的安全所构造，与现代建筑中的暗道性质相同。
椒房殿建筑群有着完整的给、排水设施。建筑群东部有水井，井深约8米多，井台铺方砖，井壁上部为券砖，下部以陶井圈砌置。建筑群内有排水坑，积水通过北部的明渠排出。从仅有的建筑遗迹来看，正殿及其所属建筑是非常考究的，建筑群内的地面均以方砖铺设，遗址中出土精美的铜构件。
椒房殿遗址出土有铺设地面的素面方砖、圆形纹方砖和构筑踏步的空心砖等。瓦类有筒瓦、板瓦和素面圆瓦当、云纹瓦当及"长生无极"、"长乐未央"文字瓦当。
中央官署遗址
1986-1987年，考古工作者对未央宫内的一处中央官署遗址进行了大规模考古发掘，发掘面积9600平方米。该遗址在今西安市未央区未央宫乡卢家村东100米，位于前殿遗址西北880米，西距未央宫西宫墙105米。遗址以南6.3米有一条汉代横贯未央宫内的东西大路。中央官署遗址周围置墙垣，形成了一座封闭性大院落。院落平面长方形，东西长134.7米，南北宽65.5米，面积8822.85平方米。四面围墙内外均置壁柱，而且内外对称分布，这使墙体更为坚固，除了东墙，西、南、北墙之外均置廊。
中央官署遗址
在官署院落之内，中部偏东位置，有一条南北向排水渠将其分为东、西并列两座院子，简称东院和西院。
东院范围东西57米、南北65.5米，面积3733.5平方米。东院南、北墙分别为官署大院的南、北墙东段。东院东墙即官署大院东墙。西院范围东西72.7米，南北65.5米，院子西、南、北墙分别为官署院落的西墙和南、北墙西段。
官署遗址出土遗物十分丰富，主要有砖、瓦、瓦当、石器、铁器、铜器、钱币和骨签等。
长安骨签
未央宫中央官署遗址出土的刻字骨签，是中国考古学上的重大发现。骨签大多分布在官署房子墙体附近的汉代地面之上。骨签均以动物骨头制作(绝大多数为牛骨)，形制、大小基本相同。
长安骨签
长安骨签共出土63850件，其中刻字者57482件。骨签大多以牛骨为原料，颜色以白色、黄色为多;尺寸接近，一般长5.8-7.2、宽2.1-3.2、厚0.2-0.4厘米;骨签形制基本相同，均为长条形骨片，上、下端呈圆弧形，从其横截面看，正面微呈圆弧形，背面较平，正、背面均有竖向锯痕，背面更显粗糙;骨签正面上部磨光，长3.5-4、宽1.5-2厘米，其上刻字;骨签中腰一侧有一半月形凹槽。骨签上一般只有一行刻字，其凹槽在骨签左侧，刻两行以上文字的骨签，其凹槽在骨签右侧。
骨签刻字的内容可分为三类:第一类为物品、编号、数量、名称、规格等，这类骨签一般为一行字，也有两行字者，字数两三个至七八个不等;第二类为有"河南工官"、"南阳工官"、"颍川工官"内容的骨签，一般刻二至四行字;第三类内容与中央官署等有关，刻字一至四行。
长安骨签的时代上限在西汉初年，下限在西汉末年，以西汉中后期为多;有纪年的骨签，最早者为汉武帝太初元年(前104年)，以始元、元凤时期(昭帝)"三工官"者数量最多，骨签使用延续一百多年，甚至几与西汉时代相始终。
少府遗址
1987-1988年，考古工作者对未央宫内的少府所属的宫殿建筑遗址进行了发掘，发掘面积6040平方米。该遗址在今西安市未央区未央宫乡柯家寨村西南，位于未央宫前殿遗址西北400米，椒房殿遗址在其东350米。
已发掘的这处建筑遗址，其范围东西110米、南北58米。它主要包括主体建筑一一南殿和北殿，及其两侧的附属房屋建筑群和通道、廊道、院落、水池等，这是一组具有多功能的宫殿建筑群。
少府遗址
南殿是该建筑群中的大殿，或称"正殿"，坐北朝南，东西46.1米、南北17.5米，面阔7间、进深2间，殿内面积806.75平方米。北殿应系该建筑群中的内殿，坐南朝北，与南殿共用同一后墙。北殿东西31米、南北12.9米，面阔5间、进深2间，殿内面积399.9平方米。
南殿东西两侧对称分布两座大房子，每座房子的面积约在170平方米，房内亦置复斗形础墩，属于南殿的辅助性议事办公建筑。
主体建筑北殿以北为院落，东西54.4米、南北14.7米，面积799.68平方米。南殿以南虽末进行考古发掘，但从钻探情况来看，很可能有"庭"。这组建筑群的主体建筑居中，前庭后院，左右置配殿。
少府所属的建筑遗址中发现了大面积使用地板的遗迹，在古代宫殿建筑遗址发掘中尚属首见，由此也可以反映出这座宫殿建筑群之豪华。除了出土砖，瓦、瓦当、陶器、铁器、铜器、货币，该遗址还出土了112枚封泥，封泥文字内容有"臣尊"、"臣充"、"臣朋"、"臣隆"、"臣客"、"臣获"、"司马喜章"、"掌牧大夫章"、"掌厩大夫章"和"汤官饮监章"等，其中以"汤官饮监章"封泥数量量最多。