讓唐昭宗感到傷心的是，這個始皇陵還沒開始正式挖掘，他同夥們就鬧起了內訌。
秦始皇地宮的秦始皇陵園，唐昭宗繪製出了陵園第一張平面布局圖，經探測，陵園範圍有56.25平方公里。
秦地宮最早的歷史文獻記載是司馬遷的《史記》：「始皇初繼位，穿治酈山，及並天下，天下徒送詣七十萬人，穿三泉，下銅而致槨，宮觀百官奇器珍怪徙臧滿之。令匠作機弩矢，有所穿近者，輒射之。
以水銀為百川江河大海，機相灌輸，上具天文，下具地理。以人魚膏為燭，度不滅者久之。」
有關秦陵地宮位置問題，歷來眾說紛紜。有的說墓室約一個足球場大，地宮是放置棺槨和隨葬器物的地方，而據史料記載——秦皇陵建築的核心史料《漢舊儀》一書中有一段關於秦始皇陵地宮深度的介紹：公元前210年，丞相李斯向秦始皇報告，稱其帶了72萬人修築驪山陵墓，已經挖得很深了，好像到了地底一樣。秦始皇聽後，下令「再旁行三百丈乃至」。「旁行三百丈」一說讓秦陵地宮位置更是撲朔迷離。民間曾傳說秦陵地宮在驪山里，驪山和秦陵之間還有一條地下通道，每到陰天下雨的時候，地下通道里就過「陰兵」，人歡馬叫，非常熱鬧。據悉，考古學家根據這個傳說曾作過很多考察，但卻一直找不到這個傳說中的地下通道。
規模宏大的地宮位於封土堆頂台及其周圍以下，距離地平面35米深，東西長170米，南北寬145米，主體和墓室均呈矩形狀。墓室位於地宮中央，高15米，大小相當於一個標準足球場。
秦始皇陵區氣溫降至零下12攝氏度，封土堆上的石榴樹正常開花結果，而在封土堆南牆外的石榴樹卻凍害嚴重，不能正常開花結果，差別特別明顯。「牆外的土壤未經擾動，而封土堆土壤的結構和含水量則已發生改變，又因為牆內地下存有地宮，才使得土壤相對溫度較高，從而造成植物長勢的差異。」周小虎解釋說。
在這次勘探中，研究人員發現在封土堆下墓室周圍存在著一圈很厚的細夯土牆，即所謂的宮牆。經驗證，宮牆東西長約168米，南北141米，南牆寬16米，北牆寬22米。「在修建宮牆的施工中，為了檢測用泥土夯實的宮牆是否堅硬，施工人員會站在遠處用弓箭射牆，若箭能插進牆體，修好的宮牆必須推倒重建。」段清波說，宮牆都是用多層細土夯實而成，每層大約有5-6厘米厚，相當精緻和堅固。「超出我們預想的是，宮牆頂面甚至高出了當時秦代的地面很多，向下直至現封土下33米，整個牆的高度約30米，非常壯觀！」在土牆內側，研究人員又發現了一道石質宮牆。段清波說，根據探測，發現墓室內沒有進水，而且整個墓室也沒有坍塌。「關中地區歷史上曾遭受過8級以上的大地震，而秦始皇陵墓室卻完好無損，這與宮牆的堅固程度密切相關！」
「這種宮牆是前所未有的發現！這種嶄新的墓葬形式可以稱為『秦陵式』。秦陵式宮牆對中國古代陵墓制度的研究能起多大的推動作用，現在還無法預知。」段清波說。
地宮內的確存在著明顯的汞異常，而且汞分布為東南、西南強，東北、西北弱。如果以水銀的分布代表江海的話，這正好與我國渤海、黃海的分布位置相符。「秦始皇曾親自到過渤海灣，所以他很可能把渤海勾畫進自己的地宮。
秦始皇以水銀為江河大海的目的，不單是營造恢宏的自然景觀，在地宮中瀰漫的汞氣體還可使入葬的屍體和隨葬品保持長久不腐爛。而且汞是劇毒物質，大量吸入可導致死亡，因此地宮中的水銀還可毒死盜墓者。
在秦陵周圍地下存在規模巨大的阻排水渠。
段清波說，長約千米的阻排水渠其實是堵牆，底部由厚達17米的防水性強的清膏泥夯成，上部由84米寬的黃土夯成，規模之大讓人難以想像。「阻排水渠設計相當巧妙。秦始皇陵園地勢東南高西北低，落差達85米，而阻排水渠正好擋住了地下水由高向低滲透，有效保護了墓室不遭水浸。」段清波說，《史記》中記載的「穿三泉」中，「三」其實是個概數，其實應該是指在施工中遇到了水淹，所以才修建了阻排水渠。
考古人員用鑽探方法在封土東邊發現了5條墓道，封土西邊北邊也各找到1條。在昨日的驗收會上，始皇陵除了東、西各一條墓道外，其餘則是一些陪葬坑。
從商周到漢代，帝王的墓道通常都為4條，分別貫穿東南西北4個方向，這是尊貴身份和地位的象徵，而普通官員和百姓的墓道為一條或兩條。按常理秦始皇的墓室也應為4條，但當前卻僅僅發現了東、西兩條墓道。
「意料之外其實也是意料之中，秦始皇本來就是個怪人！」
秦始皇在位期間所做的事情多超乎常人的想像：統一中國，統一貨幣，建造近60平方公里的陵園和龐大的兵馬俑陪葬坑……「秦始皇腦子裡在想些什麼，誰都說不清楚。這位生前驕橫跋扈、性情不定的始皇帝，死後留下的陵墓必然會撲朔迷離。
三國時期，寶鼎元年，有人送只金雁給名曰張善的官吏，他立即從金雁上的文字判斷此物出自始皇陵……這類神奇的傳說更是給秦始皇陵蒙上了一層神秘的色彩。坐落在驪山腳下的那座小山包就是秦始皇的墳墓，山包下便是那幽深而神秘的地宮。封土北側有寢殿禮儀建築群、飼官建築群，封土外有兩道長10千米的內外城垣，封土周圍及東、西、南、北側分布著數百座地下陪葬坑，秦始皇陵園封土、地宮、內外城垣形制及其禮儀建築和布局都不同於先秦任何一座國君陵園。這座帝陵陵寢規模恢宏、設計奇特。陵園工程之大、用工人數之多、持續時間之久都是前所未有的。