بدأ بناؤه عام 1420م، والاسم الأصلي للمعبد هو «مذبح قرابين السماء والأرض»، وهو المكان الذي كان أباطرة الصين في فترة أسرة مينغ (1368 – 1644م) وأسرة تشينغ (1644 – 1911م) الملكيتين، يقدمون فيه القرابين لآلهة السماء والأرض.

في عام 1530 بُني «مذبح قرابين الأرض» في الضاحية الشمالية ببكين، لتقديم القرابين لآلهة الأرض، ولذا تحول اسم «مذبح قرابين السماء والأرض»، إلى «مذبح قرابين السماء» لتقديم القرابين لآلهة السماء فقط، والتضرع من أجل الحصاد الوافر، ومن هنا أخذ اسمه المعروف به «معبد السماء».

أدرجت منظمة الأمم المتحدة للتربية والعلوم والثقافة اليونسكو معبد السماء في قائمة التراث العالمي عام 1998. وقالت لجنة التراث العالمي عنه: «إنه مجموعة بنايات محفوظة في حالة جيدة، ويعكس في ترتيبه الشامل وفي تصميم كل بناية العلاقة بين السماء والأرض. هذه العلاقة كانت محور النظرة إلى الفضاء في عصور الصين القديمة. هذه البنايات تعبر عن الدور الخاص للأباطرة وكبار العسكريين والوزراء في هذه العلاقة.»

ويوجد في بكين إضافة إلى مذبح قرابين آلهة الأرض ومعبد السماء مذبح لقرابين آلهة الشمس في الشرق، ومذبح لقرابين آلهة القمر في الغرب، ولكن يبقى معبد السماء أكثرها فخامة.