楼兰古城现占地面积12万平方米,接近正方形,边长约330米,整个遗址散布在罗布泊西岸的雅丹地貌群中。楼兰古城遗址西北距库尔勒市350公里,西南距若羌县城330公里。几乎全部为流沙所掩埋。城墙用粘土与红柳条相间夯筑。有古运河从西北至东南斜贯全城。运河东北有一座八角形的圆顶土坯佛塔。塔南的土台上,有一组高大的木构建筑遗迹,曾出土汉文、佉卢文文书及简牍、五铢钱、丝毛织品、生活用具等。运河西南的中部,有3间木构土坯大型房址,房中及其附近曾出土大量汉文文书、木简及早期粟特文和佉卢文文书,估计为衙署遗迹。其西的一组庭院,可能是官宦宅邸,南边分布着矮小的民居。城中出土的各种文书、简牍,被称作罗布泊文书。在20世纪初的考察过程中,大量楼兰文物被国外考察团掠走。