黃帝因為一統當時四方林立的各部落，帶領先民開創華夏業基，被尊為“第一真龍”，而埋葬黃帝的地方被稱為“天下第一龍穴”。
因為黃帝是中華民族的始祖，曆朝曆代都十分重視對黃帝的朝拜和祭祀。
春秋時期至秦代，人們已開始祭祀黃帝，緬懷始祖。自漢朝《史記》載：“黃帝崩，葬橋山。”橋山黃帝陵，便成為曆朝曆代頂禮膜拜的聖地。1961年國務院公布為全國第一批重點文物保護單位“古墓葬第一號”，號稱“天下第一陵”。現在黃帝陵區保護麵積為3．24平方公裏，其中黃帝陵廟所在的橋山麵積為5667公頃。
黃帝去世後，人們為了表達對黃帝的懷念之情，便起塚為陵，立廟祭祀。《竹書紀年·五帝》：“黃帝既仙去，其臣有左徹者，削木為黃帝之像，帥諸侯朝奉之。”說明在黃帝去世後的當時，就塑造木像祭祀黃帝，還立廟祭祀。
《陝西通誌》（嘉靖）卷之十一：“橋陵，在中部縣北，橋山。《史記》：黃帝鑄鼎於荊山，鼎成而帝崩，葬於橋山。又雲：漢武帝北巡朔方，還，祭黃帝於橋山。”《陝西通誌》（雍正）：“黃帝橋陵，陝西中部縣界。……橋陵在延安府中部縣，漢武帝臨祭橋山。”
黃帝陵自黃帝去世後就存在，這是事實，且在黃陵縣橋山。但橋山黃帝廟的修建較晚。
從史籍記載看，漢武帝祭祀黃帝時已有小廟，在此之前早有人祭祀。由於漢武帝的重視，讓司馬遷考證後，始建廟院，從此黃帝廟規模漸大，香火旺盛。漢武帝敬仰黃帝，也想成仙升天，在他上橋山時，令士兵掬土成丘，建造了一處‘祈仙台”，至今完整存在。台高13．3米，下圍120米，上圍22．5米。據《史記·封禪書》記載，西漢元封元年（公元前110年）漢武帝劉徹北巡朔方，返回長安，途經橋山，築台祭祀，留下此遺址。明嘉靖十五年十月濟南唐鑄書寫了“漢武仙台”四個大字，刻碑紀念，立在陵前。
黃帝廟，俗稱軒轅廟，是供奉和祭祀軒轅黃帝的場所。軒轅廟分三個院，即：古柏大院、中院、祭祀大院。主要建築沿南北軸線，依次為廟門、誠心亭、碑亭、“人文初祖”大殿和軒轅殿。廟前區，由入口廣場、軒轅橋、印池、龍尾道等組成。
據《黃陵縣誌》記載，黃帝廟始建於漢代，王莽建立政權後，曾“遣騎都尉等，分治黃帝園於上郡橋疇”。疇，止也，神靈所止處。可見橋疇就是廟宇，是祭祀神靈的地方。王莽派人整修管理，建立九廟，第一廟為黃帝太初祖廟。
唐代宗時重新於黃帝陵建軒轅廟，形成規模，遂成為後代曆朝祭祀黃帝的場所。
宋開寶五年（972年）宋太祖趙匡胤降旨，修葺功德昭著的前代帝王祠廟，“坊州黃帝廟，即其一也”。但因舊有黃帝廟地勢狹隘，不便於尊崇，同時也為避水患，遂將黃帝廟由原來的橋山西麓遷至橋山東麓，即現在的地址。還重新修建了廟院、山門、過亭和大殿，塑造了黃帝像。這一大的舉動，奠定了現在黃帝陵的規模。
元泰定二年（1325年），軒轅廟西院保生宮發生火災後，泰定帝下詔保護黃帝廟宇，嚴禁破壞黃帝廟宇建築設施，禁止砍伐柏樹林木，並下令著專人看守保護。到了至正元年（1341年），順帝降旨，將軒轅廟西院被焚毀的保生宮重新修複。
明代開國皇帝朱元璋，規定對軒轅黃帝的祭祀，皇帝要親自撰寫祭文，派遣重臣前往參加祀典，‘禦製祝文”（即祭文）並要刻石留存。這些祭文碑記都立在碑廊。洪武三年（1370年），朱元璋派遣秘書監丞陶誼等人對橋山黃帝陵廟進行勘察，得知黃帝陵廟年久失修、損壞很大，即撥出銀兩，令陶誼等人負責修繕。天啟元年（1621年），對黃帝廟再次進行整修，耗時一年，對黃帝廟進行了大規模的翻修，不但增加了東、西兩個長廊，而且新修了數處平房和碑亭，以及供陳置祭祀品的場所，重新繪畫後的黃帝像，熠熠生輝，整個大殿棟宇輝煌。這樣以來，充分顯示出黃帝廟的煌煌大觀。
清世祖登基後，“以帝命肇祀於廟”，在黃帝陵軒轅廟進行祭祀。康熙初年數下詔令，命中部縣先後多次對黃帝陵進行整修和保護，先後在10餘次。尤其是在乾隆三十六年（1761年），對軒轅廟進行了一次更大規模的整修，經過整修，黃帝廟的規模進一步擴大。
民國28年（1939年）陝西省政府指令，黃陵始設陵園管理處。民國33年（1944年）建築陵園祭亭。
中華人民共和國成立後，中共中央主席毛澤東十分關懷黃帝陵廟建設，1955年毛澤東親筆批示並轉信給總理周恩來，要求對黃帝陵進行整修。在毛澤東和周恩來的直接關懷下，在1959年至1961年，我國雖然處於困難時期，陝西省人民政府仍撥款155萬元，整修廟院大殿，修建過亭，黃帝陵廟被整修一新。
著名曆史學家郭沫若題寫了“黃帝陵”三個大字。
1978年中共中央十一屆三中全會以來，陝西省將黃帝陵列為文物重點維護整修單位，並決定按古樸大方的原則，對黃帝陵廟分期分批進行整修。黃帝陵以它的人文優勢和比較強大的凝聚力，吸引著國內外炎黃子孫，並為祖圍的統一大業和經濟發展發揮著巨大的作用。
早在1985年，張誌清擔任黃陵縣委書記時，黃陵縣委和縣政府決定重修黃帝陵廟，並要求將祭祀黃帝的規格，由省級祭祀升為國家級祭祀，因為曆朝都是國家祭祀。這一要求得到省上的大力支持，引起國家的重視，開始了整修黃帝陵廟的第一期工程。他擔任延安行署專員後，更是重視黃帝廟的修建和祭祀。
1990年，時任中共中央政治局常委、書記處書記李瑞環，在陝西考察期間，對整修黃帝陵和祭祀黃帝作了重要講話，他指出，在深化改革、擴大改革開放、加快祖國統一步伐的新形勢下，整修黃帝陵對弘揚中華民族悠久的曆史文化，振奮民族精神，增強民族凝聚力和加強民族團結，具有特殊的現實意義和深遠的曆史意義。同時指出：“一定要把黃帝陵整修好、保護好、管理好。上對得起祖宗，下對得起子孫。”從此以後，每年國家領導人和中央有關部門清明節都前來陝西橋山祭祀黃帝。此後，李瑞環先後四次來黃帝陵視察，並協調解決了第二期工程的資金和有關具體問題。
經陝西省人民政府研究決定，1991年成立省整修黃帝陵工作領導小組及其辦公室，1999年成立陝西省黃帝陵管理委員會，全麵負責整修黃帝陵工程的規劃、設計、建設施工和保護等工作。1992年，經中國人民銀行批準，黃帝陵基金會成立，為整修和保護黃帝陵募集資金。
1993年7月23日，陝西人民政府、國家建設部、文物局正式批準《整修黃帝陵規劃設計大綱》、《黃陵縣城總體規劃修編大綱》並頒布實施。第一期工程主要包括陵園區和廟前區，從1992年8月25日動工，到2002年9月竣工。第二期工程是祭祀大院，主要包括祭祀大殿、祭祀廣場、三出闕、東西角樓、隧道及環境綠化等。2002年清明節開工，到2004年3月15日基本完工。第三期工程，現在還正在籌劃。
中華民族始祖黃帝魂歸故裏，埋葬橋山，立廟祭祀，理所當然。如今黃帝陵廟區之大為最，曆史之久為最，曆來都是列為國家重點工程，也是國家級祭祀規格。
三曆史上對黃帝的祭祀
《禮記·祭儀》中說：“禮之五經，莫重於祭”，說明祭祀在中國曆史傳統中有著非常重要的意義。自中國人類步人文明，就祭天、祭地、祭祖先。中國人曆來對祖先的祭祀極為重視，這是中華民族的美德。
《竹書紀年·五帝》：“黃帝既仙去，其臣有左徹者，削木為黃帝之像，帥諸侯朝奉之。”這是最早記載祭祀黃帝，說明從黃帝去世就開始祭祀，他的大臣左徹，以木雕造黃帝像，舉國奉祀。
此後每個朝代的君主都把始祖黃帝當做祭祀對象，並隆重稀祭。清人史夢蘭輯的《全史宮詞》開篇卷一就是歌頌黃帝的12首詞。可見曆代都在祭祀和歌頌黃帝，現錄一首：
五旗八陣各成圖，戰法天教啟秘樞。
堯、舜、禹時代，黃帝更加受到人們崇敬。《國語》記載：“有虞氏禘黃帝而祖顓頊，郊堯而宗舜。夏後氏禘黃帝而祖顓頊，郊鯀宗禹。”說的是帝堯、帝舜和夏禹都尊黃帝為祖宗，重視祭祀。
春秋戰國時期，仍把黃帝視為遠祖進行祭祀，還打出了黃帝的旗號——黃學，承認黃帝是華夏族的血緣意義上的祖先的同時，更突出了作為中華民族精神象征的黃帝的意義。戰國時秦國已在祭祀黃帝了。《史記·封禪書》：“秦靈公作吳陽上疇，祭黃帝；作下疇，祭炎帝。”雍地是上古帝王神祀的中心。戰國初期，秦靈公三年（前422年）設疇祭祀黃帝和炎帝。他把黃帝當做祖先祭祀，而不是當神奉祀。
到了秦漢時期，對黃帝的祭祀出現了新局麵。秦始皇統一六國後。沿襲了秦國對白、青、黃、赤四帝的祭祀。漢高祖劉邦應陳涉起義，在沛舉兵時，就曾“祀黃帝”。他當皇帝後，以黃帝為榜樣，官方學說是“黃學”，在漢朝初期大興黃老學說。他還非常重視對黃帝的祭祀，按照秦朝的貫例，對五帝加以祭祀。漢武帝時在甘泉（淳化）築泰一壇，祭昊天上帝“泰一”，在壇之下設五帝壇，用祭天禮的規格來祭祀五帝（包括黃帝）。他為啥要在這裏設壇祭祀呢？因為黃帝曾在這裏建有明庭和設圜丘祭祀眾神和祖先。漢武帝率領十萬大軍巡視朔方，回歸途中經過橋山，看到黃帝墓，令士兵掬土成丘，堆成“漢武仙台”，也欲上天成仙。他的鎧甲掛在古柏上，留下“掛甲柏”的傳說。接著漢武帝於公元前116年舉行首次封禪大典，還8次到後土祠祭祀後土，這樣就把對祖宗的祭祀推向了高潮。