성덕왕은 신문왕의 둘째 아들로 형인 효소왕의 뒤를 이어 왕위에 올라 안으로는 정치를 안정시키고 밖으로는 당나라와 외교를 활발히 하여 국력을 튼튼히 함으로써 삼국을 통일한 이후 정치적으로 가장 안정된 신라 전성기를 이루었으며, 문화적으로도 눈부신 발전을 가져오게 하였다. 지금 국립경주박물관에 있는 성덕대왕신종도 이 왕의 명복을 빌기 위하여 만들어진 것이다. 

원형 토분으로 되어 있는 능의 밑둘레에는 봉분을 보호하는 호석을 설치하였는데, 병풍처럼 두른 판석을 삼각형 받침돌이 받치고 있으며 받침돌 사이사이에는 입체로 조각한 12지신상을 배치하였다. 호석의 밖으로는 돌기둥을 세워 난간을 설치하였고 네 군데에 돌사자를 세웠다. 봉분 남쪽에는 석상과 좌우 문인석 1쌍을 배치하였고 능의 남쪽 왼편에 비석을 세웠는데 지금은 비신을 받치고 있던 귀부만 남아 있다. 

이 왕릉은 괘릉과 같은 정비된 통일 신라 왕릉의 형식을 기초가 되는 것으로 , 호석 구조는 신문왕릉의 호석보다 한단계 더 발전한 형식을 보이고 있다. 12지신상도 이 왕릉에서 처음으로 배치된 것으로 이후의 왕릉에서는 봉분 밑에 병풍처럼 두른 판석에 직접 조각한 형식으로 바뀐다.