Đàn được xây dựng vào năm 1852, thời vua Tự Đức. Đây là nơi cúng tế toàn bộ thần núi, thần sông của đất Thừa Thiên xưa. Việc xây dựng đàn được triều Nguyễn giao Bộ Công trực tiếp phụ trách. Điều quan trọng là di tích này được dựng theo khuôn mẫu của đàn Xã Tắc.

Đàn Sơn Xuyên hiện nay nằm trong khuôn viên Trường tiểu học Phường Đúc (245 Bùi Thị Xuân, thành phố Huế).

Theo Quốc Sử Quán, kiến trúc của Đàn Sơn Xuyên rất giống với đàn Nam Giao và đàn Xã Tắc vì đàn Sơn Xuyên hiện nay vẫn còn giữ những cấu trúc cơ bản, nhất là tầng trên. Cả hai tầng của đàn Sơn Xuyên vốn đều được xây bó quanh bằng gạch vồ và đá núi, giữa đổ đất nện chặt. Tầng trên cao hơn 1 m, mỗi cạnh rộng khoảng 22 m; tầng dưới cao gần 0,5 m, mỗi cạnh dài khoảng 45 m. Kích thước tuy nhỏ hơn nhưng về tỉ lệ giữa các tầng đàn thì khá giống đàn Xã Tắc.

Đàn hiện nay đang bị hủy hoại, nó chỉ còn lại một phần nhờ vào sự bảo vệ tự phát của thầy cô trường tiểu học Phường Đúc.

Như vậy, đàn Sơn Xuyên sẽ là khuôn mẫu rất tốt để nghiên cứu phục hồi đàn Xã Tắc. Ngoài ra, còn có thể tham khảo thêm hình ảnh tư liệu về đàn Tiên Nông, một đàn tế do triều Nguyễn xây dựng bên cạnh Tịch Điền (cũng nằm trong kinh thành) cũng với mục đích cầu khấn cho nông nghiệp phát triển. Đàn tế này tuy cũng không còn nhưng hình ảnh về nó khi còn nguyên vẹn vẫn được lưu trong Tập San Hội Người Yêu Huế Cổ, số 4 năm 1919.[1]