紫禁城是元明清三朝首都，元朝過後，明清兩朝又在舊址上予以擴建重修，才形成如今這個格局。細心的人會發現，紫禁城的朝向並不是正南，而是往東偏一點，這十分的不科學。為什麼說呢？
這紫禁城和紫微星（北極星）有莫大的關係。北極星大家都知道，是最靠近北天極的一顆星，因此地球上看北極星的位置是永恆不變的，而其他星星位置都不固定，古人相信，紫微星（北極星）是天界的中央，是眾星之主——帝星。所以古人以北為尊，紫禁城的朝向也是坐北朝南。
直到有個GPS地圖之後，人們才可以看出這些建築的精確方位，古人雖然沒有衛星地圖，但是可以採用指南針和立竿見影的方法來測量，明清時期有了「牽星術」測量方位。但是測量一個正南應該還是很簡單吧？即使在古代也絕對不是什麼難題。
但是為什麼紫禁城依然不是正南呢？坊間有幾種傳聞：
第一種：測量不準。第二種：測量準，但紫禁城中軸往北延伸是元上都（內蒙古境內）的方位定的，紫禁城往北一直延伸會到達元上都。第三種：元朝工匠厭惡蒙古人，故意為之，讓元朝江山不穩。
這幾種說法是佔比較大的，總之眾說紛紜，第一種測量誤差的可能性我認為是零，擔任元大都「監築」之職的是劉秉忠和他的徒弟郭守敬主持興建的，兩人均為邢臺人，他二人他們都是當時天下一流的天文、數學家。劉秉忠設計規劃的元上都，完全和子午線重合，幾乎是零誤差。
元上都建成後，才開始規劃修建大都（北京），怎麼可能上都零誤差，大都就錯了2度多？
絕無可能。
再說說第三種
忽必烈對劉秉忠非常器重，甚至死後追封至常山王。
據記載：劉秉忠隨忽必烈徵伐大理和宋時，一直力勸元世祖勿濫殺，所以每克一城都沒有妄戮一人，所至人民全活者不可勝計。這樣秉性的人會做出這種事情？再說劉秉忠修建元上都是完完全全按照正南修建，和子午線可以說是完全重合。
有圖為證：
中間半透明線左側為元上都中軸，也可以對比城牆來看，都是無偏差的正南。 既然連上都的規劃都能做到100%精確，為什麼要在地位低於上都的大都上面做手腳呢？
所以，只有第三種有可能，參考一下地圖。
圖中所示：
四條白色線 為東西南北坐標線。
【A】 為紫禁城到元上都正的直線。
【B】為紫禁城實際中軸線。
【C】為以天安門為坐標的子午線。
可以看出，紫禁城的中軸線實際並不是正南，而是偏東南，與子午線相差2.3度左右的夾角。而從紫禁城到元上都的直線更是偏離了將近3.5度左右的夾角。 初步可以說明，紫禁城並不是元上都的中軸延伸。
來看看紫禁城中軸延伸線到底延伸到哪裡了。
紫禁城中軸延伸線一直往北，到達元上都遺址東邊的一處地方，現在是個水庫，距離元上都遺址6.7公裡。也就是說，如果元上都在水庫位置，【元上都延伸線延伸到紫禁城】的說法就十分的合理了。
但是考慮到這一誤差實在是小，因為延伸了270公裡後差距才幾公裡，中間還有連綿不斷的群山，這個方向是紫禁城的延伸，難度遠遠大於測量子午線，在沒有飛機衛星的古代，幾乎是不可能準確的將紫禁城的北延伸朝向上都。
當時的蒙古人認為元上都（今內蒙古境內）才是他們的首都，而大都（北京）則是出於上都，上都是「正室」，應該凌駕於大都之上。因為北為尊嘛，上都是天命所歸，大都的北軸向朝上都，可以說明在地位上，大都要聽命於上都。受制於元上都大概就是早期元大都皇宮的命運。