楼兰古城遗址位于新疆维吾尔自治区若羌县境内的罗布泊西北岸，城址大致呈正方形。城墙为夯土建筑。城周长为1316.5 米，总面积108240平方米。城内建筑布局主要有佛寺区、官署区和住宅区。由于千百年来劲风的作用，城墙和城内的建筑破坏严重，遗址地表被风力下切3～6米不等，形成许多沟壑凹地。城中重要建筑物是佛塔和“三间房”的木构宅院。城内散落着许多木质建筑构件。城内外陶片、炼渣散布。
佛寺区：位于城东北部。主要以高耸的佛塔为主体。佛塔残高10.4米，共分9层。第一层至第三层是夯土建筑，南北长约19.5米，东西宽约18米，似为方形基座。第四层夯土中夹杂土块。第五层以上均为土块垒砌，每层土块间夹0.10～0.15米的红柳枝。第六层可见方木暴露于外，其方木有卯眼。塔身东侧有一土块垒砌的土台，高度与第五层并齐，土台为缓坡，可以上下。通观塔体，底座似为方形，塔身呈圆柱状。佛塔东南残存一片较高的平台，与塔基平面连接，平台表面散见方形、圆形等木质建筑材料，出土过佛教遗物，似为僧房遗址。
官署区：位于城中偏西南部，面积约2000平方米的大院。残存有较大的木构建筑和Ш形的土块建筑物，故被称之“三间房”。三间房东西长12.5米，南北宽8.5米，总面积为106.25平方米。东西两间较小，中部一间宽大。墙体土块尺寸为42×23×10厘米和47×27×10厘米。三间房东侧残存一道南北向的土坯墙；左右两厢残留方木作框架、红柳枝作夹条、外涂草泥之房屋。院内圆、方形建筑构件散布于地。整体观之，这里似为“四合院”，三间房就是“四合院”中残存一处土坯砌筑的房屋。曾在此处发现许多官方文书，故有人认为是官署办公治所。
住宅区：位于城西南部。残存的遗迹为院落式、单间或多间排列式的木构建筑，开间面积多在10平方米左右。一般为木框架、红柳枝及芦苇作夹条，外抹草泥的房屋，残存的房屋10余间。城外附近，还残存有几处规模较小的木构建筑遗迹以及一处土坯砌筑的台状（似是烽火台）建筑。自1901年被发现至2004年，先后出土、采集文物数千件。重要文物主要有纪年的汉文木简、纸文书及佉卢文木简等。有纪年的文书为公元252年至330年。
