Khu trung tâm Hoàng thành Thăng Long – Hà Nội, với diện tích vùng lõi của di sản là 18,395 ha (bao gồm Khu di tích thành cổ Hà Nội và Khu di tích khảo cổ học 18 Hoàng Diệu) và diện tích vùng đệm là 108 ha. Hai khu vực thuộc vùng lõi di sản là một hệ thống nhất nằm trong Cấm thành Thăng Long và cũng chính là trung tâm của Hoàng thành Thăng Long. Khu trung tâm Hoàng thành Thăng Long – Hà Nội là bộ phận quan trọng nhất của Kinh thành Thăng Long – Kinh đô của quốc gia Đại Việt từ thế kỷ XI đến thế kỷ XVIII.
Thăng Long – Hà Nội là nơi giao thoa các giá trị văn hóa của Đông Á với Đông Nam Á trong một quá trình lịch sử rất lâu dài. Sự giao thoa đó được thể hiện qua rất nhiều hiện vật lịch sử, công trình kiến trúc, cảnh quan đô thị mang bề dày 1000 năm. Tổng quan mô hình đô thị, kiểu dáng kiến trúc và nghệ thuật của Thăng Long – Hà Nội mang giá trị độc đáo và tiêu biểu cho sự phát triển liên tục của một trung tâm quyền lực chính trị kiểu châu Á. Rất nhiều sự kiện mang tầm vóc quốc tế, bao gồm sự phát triển của các nhà nước độc lập, các hình mẫu nhà nước kiểu châu Á, ảnh hưởng của văn hóa phương Đông, phương Tây, của chủ nghĩa thực dân và các cuộc chiến tranh giải phóng dân tộc sau Chiến tranh thế giới thứ hai đã để lại nhiều dấu ấn sâu đậm và còn có thể nhìn thấy được trong không gian chung của khu di sản. Nhiều nét văn hóa và mỹ thuật độc đáo được hình thành tại Thăng Long, và chính những giá trị đó đã làm cho Khu trung tâm Hoàng thành Thăng Long nổi lên như một trong những di sản văn hóa lớn nhất của dân tộc Việt Nam và mang tầm vóc quốc tế. Nhiều dấu tích nền móng cung điện, lầu gác và nhiều loại hình di vật độc đáo của Hoàng cung qua các thời kỳ lịch sử được các nhà khảo cổ học tìm thấy dưới lòng đất thuộc khu vực trung tâm Hoàng thành Thăng Long đã phản ánh sinh động về lịch sử phát triển lâu dài của Kinh đô Thăng Long. Trải qua thời gian và những biến cố của lịch sử, thành Thăng Long đã có nhiều thay đổi, biến dạng, nhưng đến nay vẫn còn thấy được cả di tích trên mặt đất, dưới lòng đất, di tích lịch sử cách mạng, di tích khảo cổ, di tích kiến trúc nghệ thuật,… tạo thành hệ thống các di tích được đánh giá là quan trọng bậc nhất trong hệ thống các di tích đô thị cổ, trung, cận, hiện đại của nước ta.
- Khu di tích thành cổ Hà Nội: có diện tích rộng 13,865 ha. Hiện tại, trong khu vực trung tâm còn lại năm điểm di tích nổi trên mặt đất phân bố theo trục Bắc – Nam, còn gọi là “Trục chính tâm”, “Trục ngự đạo”, gồm có: Kỳ Đài (Cột cờ Hà Nội), Đoan Môn, nền điện Kính Thiên, Hậu Lâu, Bắc Môn. Ngoài ra, còn có hệ thống tường bao và kiến trúc cổng hành cung thời Nguyễn, di tích nhà và hầm D67, các công trình kiến trúc Pháp… được xây trên nền cũ của Tam Môn, cổng phía ngoài của Cấm thành thời Lê. Kỳ Đài là một trong những kiến trúc còn sót lại nguyên vẹn từ thời Nguyễn.
- Nền điện Kính Thiên: xây dựng thời Lê sơ (1428) trên nền điện Càn Nguyên (sau đổi tên là điện Thiên An) thời Lý, Trần. Địa điểm này vốn là vị trí của núi Nùng (Long Đỗ – Rốn Rồng), được coi là tâm điểm của Cấm thành và Hoàng thành, nơi chung đúc khí thiêng của non sông đất nước theo quan niệm phong thủy cổ truyền, mà di tích hiện còn là nền điện với bậc thềm và lan can đá chạm rồng thế kỷ XV.
- Cột cờ Hà Nội: Cột cờ Hà Nội là di tích được xây dựng năm 1812 dưới triều Gia Long cùng lúc xây thành Hà Nội theo kiểu Vauban. Cột cờ cao 60 m, gồm có chân đế, thân cột và vọng canh. Chân đế hình vuông chiếm một diện tích là 2.007 m² và gồm ba cấp thóp dần lên. Mỗi cấp đều có tường hoa với hoa văn bao quanh. Từ mặt đất lên tới chân cấp thứ hai phải leo 18 bậc tại mặt phía Đông và mặt phía Tây. Muốn từ cấp hai lên cấp ba cũng phải leo 18 bậc ở hai cửa hướng Đông và Tây. Còn cấp thứ ba có bốn cửa Đông, Tây, Nam, Bắc (với các tên “Nghênh húc” (Đón ánh nắng ban mai), “Hồi quang” (Ánh nắng phản chiếu), “Hướng Minh” (Hướng về ánh sáng)…) và từ cạnh dưới lên tới cạnh trên phải qua tới 14 bậc cầu thang.
- Đoan Môn: cổng phía Nam, là lối đi chính để vào bên trong Cấm thành, nơi có điện Kính Thiên và các cung điện khác của vua. Từ thời Lý đã xây cổng ở đây, nhưng cổng Đoan Môn hiện còn là do nhà Lê sơ xây dựng (thế kỷ XV) và được sửa sang, tu bổ dưới thời Nguyễn (thế kỷ XIX). Giữa Đoan Môn và điện Kính Thiên là khu Long Trì – một không gian mang ý nghĩa chính trị, văn hóa tâm linh rất quan trọng của Cấm thành, là nơi cử hành các nghi lễ chính trị và tôn giáo thiêng liêng, như sự kiện mở hội Nhân Vương, mở hội đèn Quảng Chiếu (năm 1136), duyệt Cấm quân (năm 1351), quốc nhân hội thề (năm 1128)…
- Điện Kính Thiên: là di tích trung tâm, là hạt nhân chính trong tổng thể các địa danh lịch sử của thành cổ Hà Nội. Điện Kính Thiên chiếm vị trí trung tâm của khu di tích. Trước điện Kính Thiên là Đoan Môn rồi tới Cột Cờ Hà Nội, phía sau có Hậu Lâu, Cửa Bắc, hai phía Đông và Tây có tường bao và mở cửa nhỏ. Dấu tích điện Kính Thiên hiện nay chỉ còn là khu nền cũ. Phía Nam nền điện còn có hàng lan can cao hơn một mét. Mặt trước, hướng chính Nam của điện Kính Thiên xây hệ thống bậc lên bằng những phiến đá hộp lớn. Thềm điện gồm 10 bậc, bốn rồng đá chia thành ba lối lên đều nhau tạo thành thềm rồng. Bốn con rồng đá được tạo tác vào thế kỷ XV thời nhà Lê. Điêu khắc rồng đá điện Kính Thiên là một di sản kiến trúc nghệ thuật tuyệt tác, tiêu biểu cho nghệ thuật điêu khắc thời Lê sơ. Được chạm trổ bằng đá xanh, rồng đá có đầu nhô cao, đầu to, mắt tròn lồi, sừng dài có nhánh, bờm lượn ra sau, miệng hé mở, ngậm hạt ngọc. Thân rồng uốn lượn mềm mại thành nhiều vòng cung, nhỏ dần về phía nền điện ở trên. Trên lưng rồng có đường vây dài nhấp nhô như vân mây, tia lửa. Hai thành bậc ở hai bên thềm điện là hai khối đá chạy dài, chính là hai con rồng được cách điệu hóa. Nền điện Kính Thiên và đôi rồng chầu đã phần nào phản ánh được quy mô hoành tráng của điện Kính Thiên xưa.
- Nhà D67: Từ Tổng hành dinh – Nhà D67 Khu A Bộ Quốc phòng, Bộ Chính trị và Quân ủy Trung ương đã đưa ra những quyết định lịch sử đánh dấu những mốc son của cách mạng Việt Nam. Đó là: Tổng tiến công Tết Mậu Thân 1968, cuộc Tổng tiến công năm 1972, đánh thắng hai cuộc chiến của Mỹ mà đỉnh cao là 12 ngày đêm cuối năm 1972, Tổng tiến công năm 1975, đỉnh cao là chiến dịch Hồ Chí Minh. Khu hầm lớn nhất nằm dưới khoảng sân nối giữa điện Kính Thiên và nhà D67 dành cho Bộ Chính trị và Quân ủy Trung ương gọi là hầm D67. Hai đường dẫn xuống hầm bắt nguồn từ hai phòng làm việc của tướng Giáp và tướng Dũng trong nhà D67, đường hầm rộng 1,2 m, có 45 bậc thang bê tông, trát đá granite. Đi sâu xuống 10 m là hệ thống văn phòng của Bộ Chính trị và Quân ủy Trung ương.
- Hậu Lâu: còn gọi là Khải Thánh, có từ thế kỷ XV. Hậu Lâu là nơi nghỉ của vua và triều đình sau các buổi lễ chính trị tại điện Kính Thiên. Hậu Lâu được thiết kế thành ba tầng. Tầng dưới được xây cao hơn hẳn các thành phần kiến trúc khác trong khu Hoàng thành. Bên trái Hậu Lâu có một vườn khô rất đẹp, là nơi nhã nhạc và nghệ thuật trình diễn ca trù xưa.