A diferencia de la mayoría de las demás ciudades prehispánicas, la disposición de las estructuras de Uxmal no parece seguir un orden geométrico. Su espacio se organiza de una manera más sutil, basada en dos principios: en primer lugar, los edificios están orientados en relación con fenómenos astronómicos, como el ascenso y el descenso de Venus, y en segundo lugar, están adaptados a la topografía del lugar, compuesta por una serie de colinas. Es característico del sitio que las fachadas de los principales edificios se ordenaran en dos elementos horizontales, el inferior plano y el superior ricamente decorado.

 
Por su altura y volumen, la Pirámide del Adivino domina el conjunto, a pesar de estar localizada en una parte baja del terreno. Con 35 metros de altura, está compuesta por cinco elementos sobrepuestos, dos de los cuales muestran escaleras monumentales con pendiente muy acentuada. Su estructura principal fue levantada entre los años 700 y 900; es notable su base elíptica, muy rara en una pirámide prehispánica.
El grupo de cuatro edificios conocido como Cuadrángulo de las Monjas forma un gran patio trapezoidal situado en una plataforma artificial y al que se llega a través de una escalera en el lado sur que conduce a una puerta monumental. Cada edificio se encuentra en un diferente nivel. El principal, en el lado norte del complejo, es el más alto y tiene 26 habitaciones. La decoración de su friso, particularmente rica, es un notable ejemplo del arte maya: pueden verse en ella grecas, chozas con techos de plumas, figuras humanas, serpientes, pájaros, monos y mascarones de Chac, el dios de la lluvia, omnipresente en esta región sin ríos.

El soberbio Palacio del Gobernador (100 metros de largo por 12 de ancho y 9 de altura) es otra de las obras maestras de la arquitectura maya tanto por su arquitectura como por su decoración. Se erige sobre una enorme terraza de tres cuerpos y es simétrico: consta de un gran edificio central y dos menores a los lados, tiene 24 habitaciones, pasillos abovedados y una fachada cuya suntuosa decoración incluye numerosas representaciones de Chac, serpientes y grecas.
 

En diversos conjuntos de este sitio se encuentran otros interesantes edificios como la Gran Pirámide, compuesta por nueve estructuras y cuya parte superior se conoce como Templo de las Guacamayas; el Palomar, que recibe este nombre por su crestería, compuesta por nueve triángulos calados, la Casa de las Tortugas, y el Grupo Sur, que no ha sido investigado a profundidad.

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