关于乾陵的选址，有这样一个有趣的传说：唐高宗登基不久，就派自己的舅父长孙无忌和专管天文历法的太史令李淳风为自己选择陵寝之地。一日，二人寻视到梁山上，只见此山三峰高耸，主峰直插天际。东隔乌水与九嵕山相望，西有漆水与娄敬山、岐山相连。乌、漆二水在山前相合抱，形成水垣，围住地中龙气。梁山乃是世间少有的一块“龙脉圣地”。长孙无忌和李淳风选好陵址后，回京禀报高宗。袁天罡听说后，极力反对。原来他曾为高祖选陵址到过梁山，深知此山风水的优劣之处。他对高宗说：“梁山从外表上看是一块风水宝地，但细看有许多不足之处：一是梁山虽东西两面环水，能围住龙气，但与太宗龙脉隔断，假如百姓选祖茔于此，是可以兴盛三代，但作为帝王之山陵址，恐三代后江山有危。大唐龙脉从昆仑山分出一支过黄河，入关中，以岐山为首向东蔓延至九嵕山、金粟山、嵯峨山、尧山。今太宗已葬九嵕山，为龙首。陛下不可以后居前，况梁山又非龙首，而是周代龙脉之尾，尾气必衰，主陛下治国无力。二是梁山北峰居高，前有两峰似女乳状，整个山形远观似少妇平躺一般。陛下选陵于此，恐从此后为女人所控。三是梁山主峰直秀，属木格，南二峰圆利，属金格。三座山峰虽挺拔，但远看方平，为土相。金能克木，土能生金，整座山形龙气助金，地宫营主峰之下，主陛下必为金格之人所控。依臣愚见，若陵址定于此山，陛下日后必为女人所伤！”听了袁天罡一番宏论，高宗犹豫不决，遂退朝不议。早有武则天亲信告知武氏，武氏听了十分高兴，她暗自思忖：小时候听父亲说，袁天罡说我将来能做女皇帝，看来要应验了。晚上，就给高宗吹了一阵枕边风，自然是褒扬长孙无忌，贬低袁天罡了。
第二天早朝时，高宗传出圣旨，定梁山为陵址。袁天罡一听，仰天叹曰：“代唐者，必武昭仪。”他怕将来受牵连，就辞官不做，出外云游去了。
陵址选好后，如何定名，群臣争论不休。有大臣建议：太宗山陵名曰昭陵，有昭示帝气之意，陛下陵就定名为承陵，以承接太宗恩泽。长孙无忌奏曰：“梁山位于长安西北，在八卦中属干位，干为阳，为天，为帝。长安是陛下今世帝都，梁山自然为陛下万年寿域的天堂帝都，人间、天堂，天地合一，乾坤相合，主定陛下永世为帝王。依臣之见，就定名为乾陵吧！”高宗闻听十分高兴，遂定名为乾陵。长孙无忌哪里知道，袁天罡所言，是说梁山阴气弥漫，不能选作陵址。今定名为乾陵，岂不注定有女人为帝吗？后来的一切发展都应了袁天罡的预言。
传说毕竟是传说。据文献记载，弘道元年高宗死后，但武则天遵照高宗“得还长安，死亦无憾”的遗愿，在关中渭北高原选择了吉地，命吏部尚书韦待价为山陵使，户部郎中韦泰真为将作大匠，动用兵士和民工20余万人，按照“因山为陵”的葬制，将梁山主峰作为陵冢，在山腰凿洞修建地下玄宫。《新唐书·陈子昂传》载：“山陵穿复必资徒役，率癯（qú）弊之众，兴数万之军，调发近畿，督扶稚老，铲山背石，驱以就功。”经过三百多个昼夜的紧张施工，到文明元年（公元684年）八月安葬时，主要工程竣工。埋葬高宗后乾陵营建工程继续进行。22年后，武则天于神龙元年病故。在安葬武则天的问题上，朝廷发生了一番争论，中宗欲满足母后“归陵”的遗愿，大臣严善思极力反对。他说：“尊者先葬，卑者不宜动尊者而后葬入。则天太后卑于天皇大帝，今若开陵合葬，即是以卑动尊，恐惊龙脉。臣闻乾陵玄阙，其门以石闭塞，其石缝隙，铸铁以固其中，今若开陵，必须镌凿。动众加功，为害益深。望于乾陵之旁，更择吉地，别起一陵，既得从葬之仪，又成固本之业。若神道有知，幽途自当通会，若以无知，合之何益。”宽厚仁慈的中宗皇帝，没有接受这个建议，为了表示孝心，命人挖开乾陵埏道，启开墓门，于神龙二年五月将武则天合葬入乾陵玄宫。从此，乾陵成为中国古代帝王陵墓中唯一的一座一陵葬两帝的陵园。合葬武则天后，中宗、睿宗朝又将二太子、三王、四公主、八大臣等17人陪葬乾陵。因此，乾陵陵园的所有营建工程经历了武则天、中宗至睿宗朝初期才始告全部竣工，历时长达57年之久。
乾陵营建时，正值盛唐，国力充盈，陵园规模宏大，建筑雄伟富丽，堪称“历代诸皇陵之冠”。唐初，太宗李世民汲取从古至今，没有不亡之国，亦无不掘之墓的历史教训，从他与长孙皇后的昭陵起，开创了“因山为陵”的葬制，由当时著名的艺术大师阎立德、阎立本兄弟主持设计，陵墓由建筑群与雕刻群相结合，参差布置于有“龙盘凤翥”之势的山峦之上。
唐高宗与武则天的乾陵，发展、完善了昭陵的形制，陵园仿唐都长安城的格局营建，分为皇城、宫城和外郭城，其南北主轴线长达4.9公里。文献记载，乾陵陵园“周八十里”，原有城垣两重，内城置四门，东曰青龙门，南曰朱雀门，西曰白虎门，北曰玄武门。经考古工作者勘查得知，陵园内城约为正方形，其南北墙各长1450米，东墙长1582米，西墙长1438米，总面积约230万平方米。城内有献殿、偏房、回廊、阙楼、狄仁杰等60朝臣像祠堂、下宫等辉煌建筑群多处。“安史之乱”后，乾陵历经1300多年的风雨沧桑，乾陵地面的宏丽建筑已荡然无存，唯陵园内城朱雀门外司马道两侧沿主轴线列地面建筑遭到严重破坏。《唐会要》记载，贞元十四年（公元798年），乾陵修葺时曾造屋378间。此后，置的120余件精美绝伦的大型石刻群，成为盛唐社会蓬勃发展的真实写照，让人感受到它所体现的盛唐时代精神。从梁山南二峰的天然双阙起，往北依次对称排列。端立首位的是1对高达8米有余的八棱柱石华表，这是帝王陵墓的标志，其造型昭示着生命长存的理念和古代先民对人类生殖行为的崇拜。接着是1对昂首挺胸、浑圆壮观的石刻翼马，马身两翼雕以卷云纹，似有腾飞之势。翼马之北是1对优美的高浮雕鸵鸟，它是唐王朝同西域人民文化交流与友好往来的象征。紧接鸵鸟的是5对配有驭手的石仗马和10对高4米左右的石翁仲（或称直阁将军）。传说翁仲姓阮，是秦朝镇守临洮的大将，威震夷狄。秦始皇树翁仲像于咸阳宫司马门外，后世的帝王以翁仲石像守卫陵园。翁仲之北是两通石碑，西边的一通是唐高宗的金字“述圣纪”碑，它是女皇武则天为高宗歌功颂德而立的纪念碑，碑高6.30米，宽1.86米。碑文约5600余字，武则天亲自撰文，中宗李显书丹，笔画初刻填以金屑，现今个别字的金迹尚在。东侧一通是武则天的无字碑，通高7.53米，宽2.1米，厚1.49米，重约98.8吨。碑身雕有八条互相缠绕的螭龙，左右两侧各四条。碑身用一块完整的巨石雕成，两侧各线刻高4.12米的“升龙图”。碑座阳面线刻“狮马图”，长2.14米，宽0.66米。整个无字碑高大雄浑，雕刻精美，为中国历代群碑中的巨制。无字碑唐时立，但不铭唐人一字，留下诸多待解之谜。树碑立传是自古以来就有的惯例，历代帝王更是不乏于此，然而武则天却是一个例外。作为历史上第一位也是唯一一位女皇帝，武则天在死后所树的碑上“一字不铭”，给世人留下了“无字碑”之谜，千百年来引得人们纷纷猜测。世人对此百思不得其解，人们纷纷猜测武则天立无字碑的原因，最主要的说法有三种。
一是“功德无量说”，说武则天认为自己功高德大，甚至于不能用文字来表达。在武则天看来，自己虽是女人，但自己的才能绝对高于高宗，她扶植寒弱，打击豪门，发展科举，奖励农桑，在她的统治下社会安定，人民安居乐业。所以她认为自己政绩斐然，彪炳史册，功绩远非一块碑文所能容纳。因而，武则天留下空碑一座，以示自己功盖过世。胡戟在《我国历史上唯一的女皇帝武则天》中也曾指出“这座名闻于世的无字碑栉风沐雨，千余年来昂然挺立，它似乎象征着武则天对自己一生事业的信心，是有意留下空白，任凭世人评说吧！”
二是“左右为难说”，说武则天想到自己死后和高宗合葬，无论称呼自己是皇帝还是皇后，都很难落笔。若碑文刻上“大周天册金轮圣神皇帝”，这让高宗情何以堪，而且李唐子孙定也不能接受；若刻“则天大圣皇后”，那时对自己的贬低，而且武则天也确实做了16年“大周”皇帝。所以她思前想后，最后决定“一字不铭”让后人评说吧。还有说武则天改朝后内心愧疚不安，一心想在自己死后将江山归还唐氏。但由于自己称帝的这段经历，使她对自己死后的境遇没有信心，更害怕世人责骂其篡位之罪，因而留下无字碑借以自赎。
三是“自知之明说”，说武则天一生聪明机警，常做惊人之举，立无字碑，意在千秋功罪让后人评说。这种说法与前一种说法恰恰相反。武则天忙碌一生，有值得肯定的一面，但是也有该否定的地方。面对错综复杂的政治局面，她能力挽狂澜，显示出了非凡的政治天赋。但是在其统治后期，政治却日益腐败；加之“篡夺王位”和民间所谓的“荒淫无度”，或许武则天也知道自己罪孽深重，碑文的褒贬对她来说都是难事，于是“立无字碑”是非常聪明的举动，“是非功过”留待后人评说。
乾陵的巨大魅力不光在于它是世界上独一无二的两朝帝王、一对夫妻皇帝合葬陵，更在于它体内珍藏的无价文物瑰宝。关于乾陵地宫是否被盗和它体内的珍藏一直是人们非常关心的问题。