定陵的玄宫是惟一被打开的明皇帝地下宫殿。1956年，考古学家经过努力进入定陵地下宫殿，揭开了明陵地下玄宫之谜。令人惊奇的是，神宗最情深意笃的郑贵妃并没有和他一块儿长相厮守，而被他冷落的两位皇后却静静地躺在他的左右。
定陵的规制基本上仿照了长陵，主要建筑有恩门、恩殿、明楼、宝城、宝顶和地宫。
帝王墓室在古代也叫玄宫。十三陵的地面建筑雄伟壮观，但它仅仅是陵墓上的装饰，真正的陵墓建筑，则是埋在地下的宫殿。封建皇帝为了长久保存他们的陵墓，生怕被人挖掘，不仅编造了许多神话，还把坟墓封藏得极为严密，因此，地下宫殿始终被蒙上一层神秘的色彩。打开十三陵地宫之谜，一直是文物考古工作者研究、探索的课题，但因陵园规模之大，久久未能入手。
1956年5月，考古人员开始对定陵地宫进行试掘。刚开始时，他们找不到打开地宫门的入口。经反复观察，发现宝城东南侧外墙皮的砌砖有几层塌陷下来，露出了里面砖砌的券门，于是在这里进行试掘。后来，又在宝城内侧发现了“隧道门”、“石道”、“宝城中”、“左道”等字迹，这些发现为发掘工作提供了十分重要的线索。根据这一线索，发掘工作就选定从宝城内侧开始，先在正对着券门的位置上开了第一条宽3.5米，长20米的探沟。
挖掘不到两个月，即发现下面有一条用城砖砌的隧道，它很可能是通往地宫的隧道，但探沟太短，不能把它全部暴露出来。经跟踪探索，见它弯弯曲曲通向明楼后方，于是又在明楼后边开了第二条探沟，宽10米，长30米。当挖到7.5米深处时，发现了一块小石碑，上刻“此石至金刚墙前皮十六丈深三丈五尺”16个字。这一意外的收获，有人把它比作是打开地宫的“钥匙”，也有人说它是指路碑。也有人提出疑问，刻了此石，不是为盗墓者指明方向了吗？考古人员反复研究石碑的来历，认为定陵于1590年建成，而神宗及皇后是1620年10月才埋葬的，陵墓建好后，皇帝皇后都没有死，自然先要用土封起来。负责陵墓修建的工部，为了将来用陵时能迅速找到地宫而不误吉时，在地下留个标记就不足为奇了，这个小石碑可能就是标记。
顺着小石碑所指方向，向西开了第三条探沟，又发现了一条由东向西斜坡往下的石隧道。隧道尽头，有一堵大墙挡住去路，用营造尺丈量距离，同小石碑上记的一样，那么这堵墙无疑就是金刚墙了。
金刚墙通高8.8米，顶部有黄色琉璃瓦檐。仔细看去，瓦檐下露出人字形痕迹，好似一座门，这就是用23层城砖砌起的金刚门封门砖。取掉封门砖，便进入一间方形券室。它东连隧道，顶部用砖起券，四壁用石条砌成，所以称它为隧道券。西墙中央，有一座洁白、神秘的汉白玉石门。门关闭着，从外边用力推也推不动它。
考古人员推测，从这门就可以进入地下宫殿了。在即将进入门前，大家有各种猜疑。有人认为帝王陵里遍布机关，暗箭很多，而且箭头是用毒汁浸泡过的，人如果进入这门就会丧命箭下。有人说，这门上搁有千斤石，下有滑动石板，稍有不慎，就会被石头砸得粉身碎骨。有人认为陵墓长期封闭，尸体腐烂形成的有毒气体，足以使人憋死。在郭沫若、邓拓、吴晗等专家领导的关心支持下，考古人员作了详细的准备工作。他们从地宫石门的缝隙中观察，原来里边有一根条石正顶着门，要想打开石门，首先得拿掉里边的顶门石。在石门关闭时，自来石上端顶住门，下端嵌入券门地面的凹槽内，这样石门就推不开了。为了不使条石摔坏，考古人员先用铅丝顺门缝套住它，然后将木板伸入门缝将它顶开，沉重的石门被慢慢地推开了。门开后，发现顶门的条石上有墨笔楷书“玄宫七座门自来石俱未验”11个字，这才知道它叫“自来石”，而且玄宫（地宫）内共有七座石门。
石门高3.3米，每扇门宽1.8米，重约4吨，上面刻着纵横九排门钉和铺首衔环。进了这座石门，才算进入了神秘的地宫。门上方，横挂一块长方形青铜，两头凿有圆筒，使粗重的门轴上部巧妙地穿进筒中。青铜长3.6米，宽0.84米。这块青铜就是史料记载的铜管扇。
地宫是由前、中、后、左、右五座宽敞的殿堂连接组成的，全部为石结构，总面积达1195平方米。前、中二殿，有石门相隔。石门上纵横9排81枚乳头状门钉，在朦胧的光亮里闪闪烁烁。门内又是一条自来石顶住了大门。后殿横在中殿的尽头，中殿两侧有甬道及石门，可通向左、右配殿。配殿的西墙又各有一座石门，是后殿入口处。地宫内无梁架，均为石拱券。
当年灵车进入地宫时，为了使地面不受损坏，在前殿至后殿的地面上，临时铺设了一层厚木板。前殿和中殿高7.2米，宽6米，长58米，中间由一个长方形甬道相连接。
中殿有三个汉白玉石宝座，宝座成品字形面东放置。中间的一个较大，显然是皇帝的灵座，两边较小，是为皇后灵位准备的。座前各有一座黄色琉璃五供。五供前还设青花云龙纹大瓷缸各一口，缸内装着香油，是为长明灯。根据痕迹判断，当时长明灯真的点燃过，因地宫封闭后里边缺乏氧气，它才熄灭了。
左、右配殿形制相同，都是空的，用汉白玉镶边的棺床上，没有放置任何物件。这里应该是放皇后或妃子的棺椁，但什么也没有，究竟是什么原因？考古人员最初怀疑定陵遭到了盗挖，但没有盗墓人入墓的痕迹。有人提出玄宫可能是假的，帝后葬到别处去了。历史上帝后的假墓伪冢为数不少，当地百姓也传说万历入葬时，有18口棺材分别葬在陵区的山中。幸亏当时有人按自来石上“玄宫七座门”的提示，认为还有一座门没有打开，遂寻找最后一道石门。
石门找到后，移开自来石，出现了后殿。后殿又称玄堂，是地宫的主要部分，空间最大，高9.5米，长31米，宽9.1米，地面为磨光的花斑石。汉白玉垒成的棺床上停放着三口朱漆棺椁。中间的特别大，是神宗朱翊钧的灵柩，左、右两边是孝端和孝靖两个皇后。周围有26只陪葬箱子、玉石和青花瓷瓶等。
开棺前，考古人员曾做过用蜡将尸体封住的准备，但揭开棺盖一看，死者早已是一架骷髅了，只有头发还保存得较好。朱翊钧头上打着发结，插着五枚金簪，嘴上残留着几根黄胡须。他头旁放着一顶皇冠，上面有金丝编织成的两条金龙。神宗身穿绣龙袍，腰束玉带，足蹬长统靴，两腿长短有些差异，像是生前有些毛病。从骨骼上看，他身材并不高大，还稍稍有些驼背。葬式是仰面朝天，右手扶着自己的面颊。
孝端皇后是朱翊钧原配，姓王，1620年4月死，年57岁，比朱翊钧早死三个月。定陵原来的设计，后殿是神宗的，左殿是神宗并不喜欢但又无可奈何的王皇后的，右殿神宗原本并不想给孝靖皇后，是留着给自己最爱的郑贵妃的。孝靖是光宗的生母，刚进宫时为慈宁宫宫女，侍候朱翊钧母亲。她17岁时，被朱翊钧看中怀孕，后来被封为恭妃。因为她的儿子册立为皇太子，引起宠妃郑氏妒恨，乘隙加害。由于她出生低贱，神宗对她十分冷淡，47岁时凄凉死去，死后才给谥号皇贵妃。
郑贵妃深得神宗宠爱，为使自己的儿子朱常洵立为太子，她想尽了一切办法。要不是神宗迫于种种压力，最后立朱常洛为太子，如果郑贵妃的儿子朱常洵登上太子之位，那么左殿必然是她的。神宗费尽心机想立郑贵妃，活着的时候受到众臣的反对，这时他想死后一定要遂愿，在他生命的最后一刻，遗命封郑氏为皇后，死后葬于定陵玄宫。可300年后，当人们打开玄宫时，发现所有的棺床上没有郑贵妃的影子，这到底是什么原因？
其实，神宗在生前就受制于大臣，对臣僚失去了威力，在他死后，对大臣的威力就更不存在了。大臣们认为他的遗诏有悖典礼，皇帝已死了，再来根据遗诏册立皇后，那么谁来主持这个结婚仪式？郑贵妃在神宗死后10年才去世，许多大臣认定她是祸国殃民的妖孽，朝中没有几个人同情她。她与自己的儿子福王朱常洵天各一方，在凄苦郁闷中，带着无比的绝望与怨恨走进了玉泉山下一座孤零零的坟墓。
太子的母亲虽然死时只能按贵妃身份葬在东井，但到1620年埋葬朱翊钧和孝端皇后时，她的孙子熹宗朱由校将她追尊为孝靖太后，并将她由东井迁来，与神宗及孝端太后一起葬入地宫。
定陵出土的珍贵文物多达3000多件。其中有绚丽多彩的织品、服装，小巧玲珑的镶金首饰，还有许多世间罕见的金器、玉器、瓷器等，这些都是研究明代工艺的珍品。
定陵是国家发掘的第一座皇帝陵墓，历400年沧桑而依然富丽堂皇。它使我们看到了神秘的帝王幽冥世界，谜一样的深宫墓穴吸引着全世界人民好奇的目光。
