从全诗的结构及内容来看，全诗372句1553字，是一首以四字句为基本格式的长诗，对天文、地理、历史、哲学等许多方面提出了一百七十多个(一说一百五十多个)问题，这些问题有许多是在他那个时代尚未解决而他有怀疑的，也有明知故问的，对许多历史问题的提问，往往表现出作者的思想感情、政治见解和对历史的总结、褒贬；对自然所提的问题，表现的是作者对宇宙的探索精神，对传说的怀疑，从而也看出作者比同时代人进步的宇宙观、认识论。《天问》以新奇的艺术手法表现精深的内容，使之成为世界文库中绝无仅有的奇作。
        全诗总体看来大致可分两大部分。每部分中又可分为若干小节。
        从篇首至“曜灵安藏”，这部分屈子问的是天，宇宙生成是万事万物的先决，这便成了屈原问难之始，其中从“遂古之初”至“何以识之”问的是天体的情况，“明明闇闇”四句讲宇宙阴阳变化的现象。第二小节自“圜则九重”到“曜灵安藏”则是对日月星辰提问：它们何以不会坠落？太阳每日要走多少路，月亮何以有阴晴圆缺？以及有关日月的一些传说的疑问。从“不任汩鸿”起问的地事，从禹治水过渡到“九州安错……何气通焉”说的是古传说中关于地球的一些情况，而“日安不到”以下六句则就地球上所看到的日的现象发问。第三节从“焉有石林”到“乌焉解羽”一节多为二句一问，都是当时民间传说中的怪事。
        以上《天问》的第一大部分，大体是就自然界的事物发问，并联想到与自然有关的一些神话与历史传说，文章富有变化，联想丰富而有情致，除少数可能有错简外(如“河海应龙”二句或为错简，或有失误)，不能以后人习惯的文章结构之法去看它，而认为是“与上下文不属”，杂乱而无章法。
        从“禹之力献功”起，对大量的神话故事和历史传说与史实提出了问题，这些各种各样的人事问题构成了《天问》的第二大部分。
        女岐、鲧、禹、共工、后羿、启、浞、简狄、后稷、伊尹……，屈子对这些传说中的事和人，一一提出了许多问题，在对这些人与神的传说的怀疑中，往往表现着诗人的情感、爱憎。尤其是关于鲧禹的传说，表现了作者极大的不平之情，他对鲧治水有大功而遭极刑深表同情，在他看来，鲧之死不是如儒家所认为的是治水失败之故，而是由于他为人正直而遭到了帝的疑忌，这种“问”，实际上表现了诗人对自己在政治斗争中所遭遇到的不平待遇的愤懑，《天问》的思想光辉就应当是这样来理解的。
        自“天命反侧”起则进一步涉及商周以后的历史故事和人物诸如舜、桀、汤、纣、比干、梅伯、文王、武王、师望、昭王、穆王、幽王、褒姒直到齐桓公、吴王阖庐、令尹子文……，屈原提出的好多问题，充分表现了作者对历史政治的正邪、善恶、成败、兴亡的看法，这些叙述可以看成是这位“博闻强志”的大诗人对历史的总结，比《离骚》更进一步、更直截了当地阐明了自己的政治主张，而对楚国政治现实的抨击，也是希望君主能举贤任能，接受历史教训，重新治理好国家的一种变幻了的表现手法。
     天问》的艺术表现手法主要是以四字为句，以问的形式从一个问题联想到另一个问题。细细读去还是可以理清脉络，弄明主脑的。《天问》在语言运用上与屈赋的其他篇章不尽相同，通篇不用“兮”字，也没有“些”、“只”之类的语尾助词。句式以四言为主，间杂以三、五、六、七言。大致四句为一节，每节一韵，节奏、音韵自然协调。有一句一问、二句一问、三句一问、四句一问等多种形式。又用“何”、 “胡  ”、“焉”、“几”、“谁”、“孰”、“安”等疑问词交替使用，富于变化，因而尽管通篇发问，读来却圆转活脱而不呆板，参差错落而有风致，所以前人评论说：“或长言，或短语，或错综，或对偶，或一事而累累反覆，或数事而熔成一片，其文或峭险，或澹宕，或佶倔，或流利，诸法备尽，可谓极文章之变态。”(俞樾《评点楚辞》引孙鑛语)这构成了《天问》独特的艺术风格，当然它表现的是屈原的学术思想，问的是实实在在的问题。因此在修辞手法上，自然没有像《离骚》、《九歌》、《九章》那样绮丽而富于浪漫色彩，但正如清贺裳《骚筏》所评“其词与意，虽不如诸篇之曲折变化，自然是宇宙间一种奇文”。
《天问》问世之后，摹拟的作品为数不少。晋傅玄有《拟天问》，梁江淹有《遂古篇》，唐杨炯有《浑天问》、柳宗元有《天对》，明方孝孺有《杂问》、王廷相有《答天问》，清李雯也有《天问》……可见其对后世文学创作思想的深远影响。但摹拟之作大多既缺乏思想价值也缺乏文学价值。
        总之《天问》是中国文学史上极具特色而有很特殊意义的文学杰作，在中国文学史和世界文学史上都有它相当高的价值与地位。