中都故城鱼藻池畔的蕊珠宫前殿中摆放着一张长宽有三丈的硕大长案，上面摆放的正是大都城沙盘，模型出自内廷匠作监工匠之手，做的十分精致，城中的宫殿、房屋、街道、水系等皆反映其上, 并加以标注。
早在琼州之时，赵昺就已经令事务局向大都派遣探子，收集各种情报，而大都城防自然也在其中。他们经过多年的侦察，脚步早已遍及城中各个角落，获取了详实的数据。而大军围城后，又有皇家学院的学子驾驶热气球从空中俯瞰全城, 绘制了平面图。
职方司的官吏将两方数据结合后，绘制了大都城舆图, 工匠以此为据制作了沙盘。所以模型是按照比例制成，能够完美的将城内外情况尽数表现其上，可谓是纤毫毕现，，使人可以直观的看明城池的布局和城防系统。
从模型上标注的数据可以看出大都城周长为六十里余，城墙高三丈至四丈不等，城基因地形变化宽七丈至八丈而不同，顶部宽三丈至五丈。城墙走向取直线，东西向城墙约十六里，南北城墙长约十五里。为了将庆寿寺西的海云、可庵二大师灵塔收入城中，在南城墙西段顺承门与丽正门之间城墙呈向外凸出的弧形。
大都城共有十一门，城门的命名都与《周易》卦象相关。南垣正中为丽正门，取《周易》“日月丽乎天”之意；东为文明门，取《周易》“文明以健”、“其德刚健而文明”之意；西为顺承门，取《周易》“至哉坤元, 万物滋生，乃顺承天”之意。
东垣正中为崇仁门, 取东方属春、属仁之义；南为齐化门, 合《说卦传》“齐乎巽，巽东南也”之义；北为光熙门，取《周易》“艮，止也……其道光明”之意。西垣正中为和义门，取西方属秋、属义之理；南为平则门，北为肃清门。北垣东为安贞门，取《周易》“乾上坎下……安贞吉”之意；西为健德门，取《周易》“乾者健也，刚阳之德吉”之意。
中心之阁以南为皇城。皇城四周建红墙，又称“萧墙”，其正门称棂星门，左右有千步廊。但皇城并非以大内宫城轴线为基准、东西对称，而是以太液池为中心，四周布置三座宫殿——大内、隆福宫和兴圣宫。
大内正门为崇天门，北面为厚载门，东为东华门，西为西华门。崇天门前有金水河，河上有周桥。大内正殿为大明殿，是元帝理政和居住的场所，面阔十一间, 后有廊庑连接后殿。大明殿之后为延春阁，为皇后居所。此外还有玉德殿、内藏库、鹰房、羊圈等建筑。
由于宫室采取了环水布置的办法，而新城的南侧又受到旧城的限制，城区大部分面积不得不向北推移。皇城南面和东南为官署区，北面海子一带为闹市，东面为太庙，西面为太社稷，城垣除北垣外每面各开三门。
商市分散在皇城四周的城区和城门口居民结集地带。其中东城区是衙署、贵族住宅集中地，商市较多，有东市、角市、文籍市、纸札市、靴市等，商市性质明显反映官员的需求。钟鼓楼之西是全城最繁华的商业区，有米市、面市、缎子市、皮帽市、金银珠宝市、铁器市、鹅鸭市等市廛。