武帝建元二年(公元141年)武帝刘彻在此建寿陵，公元前87年武帝死后葬于此。汉武帝刘彻是历史上可以和秦始皇相提并论的很有才略的封建帝王，他在位时，是汉帝国的鼎盛时期，他采用奖励农耕、发展生产、富国强兵、抗击匈奴的宏伟战略，在政治上加强中央集权制的同时，在经济上实行煮盐、治铁、运输和贸易的官营制度，兴修水利，发展农业，开展对外贸易；在军事上抗击匈奴，打通了通往西域的道路，牢固的控制了河西走廊，向南直抵海南，基本上形成了中华民族生存空间的格局，从而使汉帝国以统一、繁荣、强大的姿态屹立在世界的东方。茂陵建筑宏伟，墓内殉葬品极为豪华丰厚，史称“金钱财物、鸟兽鱼鳖、牛马虎豹生禽，凡百九十物，尽瘗藏之”。
相传武帝的金镂玉衣、玉箱、玉杖等一并埋在墓中。当时在陵园内还建有祭祀的便殿、寝殿，以及宫女、守陵人居住的房屋，设有5000人在此管理陵园，负责浇树、洒扫等差事。而且在茂陵东南营建了茂陵县城，许多文武大臣、名门豪富迁居于此，人口达277000多人。
茂陵封土为覆斗形，现存残高46.5米，墓冢底部基边长240米，陵园呈方形，边长约420米。至今东、西、北三面的土阙犹存，陵周陪葬墓尚有李夫人、卫青、霍去病、霍光、金日禅等人的墓葬。它是汉代帝王陵墓中规模最大、修造时间最长、陪葬品最丰富的一座，被称为“中国的金字塔”。