大光明殿原址位于今北京市西城区西安门大街路南、光明胡同（原光明殿胡同）以西的道教宫观。其始建于明嘉靖年间，据今450余年。后来在清雍正和乾隆年间经过重建和修缮，成为皇家专用的道观。后毁于八国联军侵华战争。

据《明世宗实录》载：“大光明殿始建于明嘉靖三十六年（1557年）十一月”。大光明殿的基址为明朝初年万寿宫的所在地。

清朝雍正十一年（1733年）重修，乾隆三十八年（1773年）再度重修。

光绪二十六年（1900年）春，义和团于大光明殿设坛练拳。同年八月，八国联军攻入北京之后，纵火将大光明殿及其附属殿宇烧毁。

如今，在大光明殿的原址上坐落在国家机关事务管理局大院。该大院西北角尚存一段院墙，疑为大光明殿院墙。

据《乾隆京城全图》中的介绍，乾隆三十八年（1773年）重修后大光明殿构造如下：

大光明殿坐北朝南，但正门登丰门坐西朝东。

登丰门：坐西朝东，在光明殿胡同上，是大光明殿的正门。

更衣殿：独有一个小院，位于登丰门内东北角。

广福门：位于登丰门内，坐北朝南。

广和门、广宁门：在广福门东西两侧。

灵官殿：位于广福门内东侧。

监斋殿：位于广福门内西侧。

玉宫门：位于广福门北侧。

昭祥门、凝瑞门：在玉宫门东西两侧。

位于玉宫门以北，为整个建筑群中的主体建筑，其形制犹如缩小的天坛祈年殿。大光明殿有汉白玉圆形底座三层，每层均有护柱、望柱，望柱下均设排水嘴。大光明殿为圆形，高数丈，黄琉璃瓦圆攒尘顶，两重顶子（天坛祈年殿为三重顶子），上下两檐间悬一方“大光明殿”匾额。殿内设七宝云龙牌位，祀玉皇大帝。清朝，殿内正中匾额曰“鸿钧广运”，对联为“覆育普为私，穆然垂象；监临昭有赫，俨若升阶。“对联和“鸿钧广运”匾额均为乾隆帝御笔。

太始殿：大光明殿的东配殿

太初殿：大光明殿的西配殿

宣恩亭：位于大光明殿的东南侧。宣恩亭和飨祉亭清朝改建为钟鼓楼

飨祉亭：位于大光明殿的西南侧。宣恩亭和飨祉亭清朝改建为钟鼓楼

一阳亭：位于大光明殿的东北侧

万仙亭：位于大光明殿的西北侧

永吉门：位于大光明殿北侧。左安门、右安门：在永吉门东西两侧。

殿内祀“三清四御”。三清即玉清元始天尊、上清灵宝天尊、太清道德天尊。四御即昊天金阙至尊玉皇大帝、中天紫微北极大帝、勾陈上官天皇大帝、承天效法土皇地祗。殿上额曰“太初司化”，对联为“元气荟函三，上清同契；道源分列四，统御兼成。”均为乾隆帝御笔。太极殿旁原有帝师堂、积德殿、寿圣居、福真憩、禄仙室共五所，均毁于明朝万历三十年。

统宗殿：太极殿的东配殿

总道殿：太极殿的西配殿

三星殿：位于太极殿东侧，建于清朝

三皇殿：位于太极殿西侧，建于清朝

天元阁：二层建筑。上层祀“斗姥后土宝月光元君”，明朝题额为“阐元保祚”，清朝乾隆帝御笔题额为“溯源参妙”，对联为:“月华育德资鸿运；雀御通灵洽富厘”。下层祀“九天应元雷声普化天尊”。题额为“鼓化持衡”。对联为“豫宣式宰扶阳令；解作兼资润物。”

慈济殿：天元阁的东配殿，建于清朝

慈佑殿：天元阁的西配殿，建于清朝

方丈：清朝将明朝的帝师堂改建为“方丈”三间，为大光明殿的住持的居所。

据说清初年，顺治帝命短，临“驾崩”之前，因惦念太子殿下尚小，因而久久不能驾鹤归西，非挣扎着嘱托后事。当时已临界弥留之际的顺治皇帝当着众大臣们的面，把索尼、苏克萨哈、遏必隆、鳌拜等四人唤至榻前，委以顾命大臣，要他们同心同德共同辅佐年幼的康熙帝打里朝政。那心酸的情形竟也一时令旁观者感动得呜咽。据说四大臣临危授命后，为感激先皇的知遇之恩，相约共同来到大光明殿殿堂之上，齐刷刷地跪倒在天尊像前，以首触地“咚咚”山响，后焚香誓曰：“苍天可鉴，吾等接先皇嘱托，必定协忠诚、同生死、辅佐幼皇，效衷朝政”等等云云。

光绪二十六年（1900年）春，义和团于弘仁寺（旃檀寺）及大光明殿设坛练拳，这两个坛遂成为义和团火攻西什库教堂的后援据点。与此同时，被义和团抓住的“二毛子”（洋教徒）嫌疑者均被集中在这两个坛“焚表明心”，若焚表不“起”（就是焚烧疏表的时候，火焰未能借空气喷出）或烧香时烧不出“主香”（就是燃烧一股高香时，其中无不倒不化的香炷），即确认此人是“二毛子”，立斩无赦。这两个坛成了义和团“老团”的核心。同年八月，八国联军攻入北京之后，便当即占领了这两个坛。为了进行报复，八国联军乃纵火烧毁了旃檀寺与大光明殿及其附属殿宇。

大光明殿作为明朝和清朝的皇家祭坛。日本冈田玉山所著《唐土名胜图会》载，“明世宗（嘉靖）时，陶真人在这里炼金丹叶。”《日下旧闻考》卷42称，“崇祯十七年正月二日，帝于禁内大光明殿行祈谷礼。”清朝，朝廷还派内监道士守卫大光明殿。《日下旧闻考》卷42刊登了乾隆帝所作《御制光明殿诗》曰:“今日三清境，前朝万寿基。彤间卫虎豹，青殿罩罘恩。鹤立千年柏，云凝五色芝。瑶阶裁玉砌，宝象范金为。讵慕神仙术？惟祈旸雨时，来斋心惕若，顾諟奉无私。”

作为皇家专用祭坛，大光明殿的规模虽比不得皇城的故宫和颐和园，但作为皇室家庙，其金顶椽嵴的气势和恢弘气度也非一般山野寺院可比拟。具有巨大的观赏价值和考古价值，而殿内还贮存自明以来所珍存的明朝《正统道藏》、《万历续道藏》经版共12.15万多块。这些都与一场大火中飞灰湮灭了。

《燕都杂咏》描述称，“指点光明殿，当年仁寿宫。兔儿山不见，草长断垣红。”