汉长安城一直是西汉都城，在西汉200多年中，这座城市一直是全国的政治、经济和文化中心。作为全国的首都多人口的大城市，长安城有两个设施绝对不会差，那就是道路和排水，不然的话城市根本不能承担首都的责任。
汉长安城内的道路规整，有8座城门各有一条大街通入城内。8条大街长度不等，最长者达5500米（安门大街），最短者800米（洛城门大街）。大街笔直，或为东西向，或为南北向。其中东西向的宣平门大街、清明门大街、直城门大街、雍门大街和南北向的安门大街路面宽为45～56米，南北向的横门大街、厨城门大街路面宽约45米。道路的宽窄应与其使用功能密切相关。
汉长安城的8条大街之上各有两条排水沟将每条大街分为平行的3股道，所谓“道有三涂”，中股道宽约20米，两侧的两股道较窄。中股道即“中涂”或曰“驰道”，是专供皇帝行走的，其他官吏和平民只能走两边的道路。两条排水沟均为明沟，宽约0.9米，深约0.45米。道路路土厚为0.3～0.4米。在长安城内侧，有一周环城路，即文献中的“环涂”，宽约35米。
宫城、市场之内的道路，一般宽10米左右，如未央宫中的道路一般宽8～12米，桂宫道路宽10.3～13米。长乐宫之内的道路比较宽，从霸城门通入城内的东西向道路宽约50米，长期以来人们仅仅将其视为长乐宫之内的干道，其实很可能汉惠帝营筑长安城城墙、城门及修筑城内道路时，将其作为与直城门大街连通的同一条城内干道。如果这一推测可以成立的话，那么西汉中晚期的长乐宫与西汉前期是有所不同的，那时由于长乐宫的扩大，已经将其北部属于汉长安城的东西向大街，圈入宫城之中。
汉长安城中与8座城门连接的8条大街，将城内分成11个区。由于8条大街或为东西向、或为南北向，因此11个区的平面形状大多为方形或长方形。以北城墙为界的4个区，由于北边城墙斜直或曲折，因而其平面呈不甚规则形状。上述11个区功能不尽相同，建筑内容也不一致。11个区中，未央宫（包括武库）、长乐宫（包括太上皇庙、高庙和惠帝庙）、桂宫、北宫、明光宫（有的学者目前推测宣平门大街与清明门大街南北之间、安门大街以东这一范围，可能为明光宫遗址所在）、东市、西市各占1个区，里居占4个区。
都城给水工程主要是引发源于秦岭的泬水从章城门附近入城，至清明门附近流出汉长安城，此即史载“明渠”。明渠是城内主要供水渠道。汉长安城地势西南高、东北低，考古勘探发现明渠的总体走向也是从西南向东北方向。明渠故道从章城门遗址向东约800米，进入前殿西南部的未央宫沧池，然后出沧池北部，向北经前殿、椒房殿和天禄阁西部，流出未央宫。再向北流至今北徐寨村附近，折向东流，经北宫遗址南部，进入长乐宫北部，向东从长乐宫东北部流出长乐宫与汉长安城。
明渠故道一般宽11～13米、深1.5～1.7米。明渠流出汉长安城分为两支，一支注入城壕；另一支向东流入漕渠。西汉中期，随着汉长安城的发展、扩大，都城用水量增加，为了保证都城供水，在汉长安城西南开凿了昆明池与揭水陂。根据文献记载，昆明池的开凿是为了训练水军伐粤与攻滇，实际上昆明池在汉长安城给水与漕渠补水方面有着更为重要的作用。
