這首詩是唐代的律詩中膾炙人口的傑作。開頭兩句李白以鳳凰臺的傳說起筆落墨，用以表達對時空變幻的感慨。「鳳凰臺上鳳凰遊，鳳去臺空江自流」，自然而然，明快暢順；雖然十四個字中連用了三個「鳳」字，但絲毫不使人嫌其重複，更沒有常見詠史詩的那種刻板、生硬的毛病。鳳凰臺為地點，在舊金陵城之西南。據《江南通志》載：「鳳凰臺在江寧府城內之西南隅，猶有陂陀，尚可登覽。宋元嘉十六年，有三鳥翔集山間，文彩五色，狀如孔雀，音聲諧和，眾鳥群附，時人謂之鳳凰。起臺於山，謂之鳳凰山，裡曰鳳凰裡。」李白用「鳳凰臺」不是一般意義上的登臨抒懷，而是別有機杼。從遠古時代開始，鳳凰便一直被認為有祥瑞的意義，並且與社會的發展有關：美好的時代，鳳凰鳥則從天而降，一片天籟之聲。因此，鳳凰鳥的出現，多半顯示著稱頌的意義。然而李白在這裡首先點出鳳凰，卻恰恰相反：他所抒發則是由繁華易逝，盛時難在，惟有山水長存所生發出的無限感慨。引來鳳凰的元嘉時代已經永遠的過去了，繁華的六朝也已經永遠的過去了，只剩下浩瀚的長江之水與巍峨的鳳凰之山依舊生生不息。
三四句的「吳宮花草埋幽徑，晉代衣冠成古丘」，從「鳳去臺空」的變化時空入手，繼續深入開掘其中的啟示意義。「生子當如孫仲謀」的吳大帝，風流倜儻的六朝人物，以及眾多的統治者，他們都已經被埋入墳墓，成為歷史的陳跡；就連那巍峨的宮殿也已經荒蕪破敗，一片斷壁殘垣。煊赫與繁華並沒有留給歷史可以值得紀念的東西。這裡含蘊著李白獨特的歷史感喟。那些「投汩笑古人，臨濠得天和」與「功高不受賞，長揖歸故園」的高士、哲人，獲得了李白特殊的尊敬。同時，李白敢於藐視封建秩序，打破傳統偶像的精神束縛，以至於輕堯舜，笑孔丘，平交諸侯，長揖萬乘。所以，李白對這些帝王的消逝，除去引起一些感慨之外，沒有絲毫惋惜。那麼，當他把歷史眼光聚焦在那些帝王身上的時候，蔑視的態度是顯而易見。花草蓬勃，天地依舊，一切都按照規律變化發展著。這就是歷史，這就是千古的興亡。
「三山半落青天外，二水中分白鷺洲」，接下二句表現出李白沒有讓自己的思想完全沉浸在對歷史的憑弔當中，而把深邃的目光投向大自然的情懷。三山亦為地點，舊說在金陵西南的江邊。據《景定建康志》載：「其山積石森鬱，濱於大江，三峰並列，南北相連，故號三山」。又據陸遊的《入蜀記》載：「三山自石頭及鳳凰臺望之，杳杳有無中耳，及過其下，則距金陵才五十餘裡。」陸遊所說的「杳杳有無中」，恰好箋注說明了「三山半落」那若隱若現的景象描寫。尤其是那江中的「白鷺洲」，橫亙於金陵西長江裡，竟把長江分割成為兩半。於是，自然力的巨大、恢闊，賦予人以強健的氣勢，寬廣的胸懷，也把人從歷史的遐想中拉回現實，重新感受大自然的永恆無限。
李白雖然具有超脫塵俗的理想願望，但他的心卻始終關切著現實政治與社會生活，於是當他對歷史與自然進行親切的光顧之後，又把自己的眼睛轉向現實政治。他極目遠眺，試圖從六朝的帝都放眼到當時的權力中心，亦即自己的心之所向的首都長安。然而他的努力失敗了，原因是「總為浮雲能蔽日」，只好「長安不見使人愁」。於是，浮雲悠悠，愁思無限，壯志難酬，哀怨如縷。在這裡李白化用了陸賈《新語》中的「邪臣之蔽賢，猶浮雲之障日月也」的說法，用來寄予自己的內心懷抱。他的痛苦，他的疾惡如仇，他的「與爾同消萬古愁」的情結，仿佛也就容易理解。特別是其中的「長安不見」又內含遠望之「登」字義，既與題目遙相呼應，更把無限的情思塗抹到水天一色的大江、巍峨崢嶸的青山與澄澈無際的天空當中。這樣心中情與眼中景也就茫茫然交織在一起，於是山光水色，發思古之幽情，思接千載；江水滔滔，吟傷今之離恨，流韻無窮。
李白是天才詩人，並且是屬於那種充滿創造天才的大詩人。然而，惟獨李白臨黃鶴樓時，沒能盡情盡意，「馳志」千裡。原因也很簡單，所謂「眼前有景道不得，崔顥題詩在上頭」。因而，「謫仙詩人」難受、不甘心，要與崔顥一比高低；於是他「至金陵，乃作鳳凰臺詩以擬之」，直到寫出可與崔顥的《黃鶴樓》等量齊觀的《登金陵鳳凰臺》時，才肯罷休。
這雖然是傳言，但也挺恰切李白性格。《登金陵鳳凰臺》博得了「與崔顥黃鶴樓相似，格律氣勢未易甲乙」的讚揚。其實，李白的《登金陵鳳凰臺》，崔顥的《黃鶴樓》，它們同為登臨懷古的雙璧。
李白《登金陵鳳凰臺》的藝術特點，首先在於其中所迴蕩著的那種充沛、渾厚之氣。氣原本是一個哲學上的概念，從先秦時代起就被廣泛運用。隨著魏晉時期的曹丕以氣論文，氣也就被當做一個重要的內容而在許多的藝術門類裡加以運用。雖然，論者對氣的理解、認識不完全相同，但對所含蘊的思想性情、人格精神與藝術情調，又都一致認同。李白《登金陵鳳凰臺》中明顯地充溢著一股渾厚博大之氣，它使李白觀古閱今，統攬四海於一瞬之間，且超然物外，揮灑自如。渾厚博大之氣使李白淵深的思想，高妙的見解，闊大的心胸，成為編織巨大藝術境界的核心與精神內含。就像透過「三山半落青天外，二水中分白鷺洲」的巨大立體時空，可以感受到歷史的脈搏跳動與詩人的呼吸一樣，通過李白的舉重若輕，從容自在，以浩然雄大之氣充塞整個詩歌境界的努力，也能更進一步感受到他整個詩歌以氣奪人的藝術特點。
李白《登金陵鳳凰臺》的藝術特點，又在於對時空觀念的完美表達。這既體現在對歷史與自然的認識上，也體現在他構造時空藝術境界的表達方法上。李白強調的自然永恆不朽，一方面是宣傳他的以自然為中心的「物我為一」的世界觀，另一方面也是為了揭露歷史上的統治神話。因為從古而來，幾乎所有的統治者他們都宣揚自己的世代永存與精神不滅，並且還把這樣一種模式灌輸到人們的意識形態當中，使人深信不疑。但是，李白則對此不以為然。他認為即或是極為強有力的統治者，就像秦始皇，他可以「揮劍決浮雲，諸侯盡西來。明斷自天啟，大略駕群才」，然而他終歸也要「但見三泉下，金棺葬寒灰」（《古風·秦王掃六合》），煙消雲散是不可避免的。所以，在李白看來，宇宙萬物之中，能夠獲得永恆存在的只有自然。一切的繁華與驕奢淫逸都會煙消雲散；如果說它們還存在，似乎也只是作為自然的反襯而存在的。另外，李白在表現自然力量的雄大與變化的時空觀時，則選取了最為典型的事物，即「三山半落」之混茫與「二水中分」之遼闊，從而構造出闊大的境界，並且把歷史的變遷，即時間的改變與地點的依舊，即空間的不改整體地表現出來，啟發人們作更深的思考。
李白《登金陵鳳凰臺》的藝術特點，還在於別致自然的遣詞造句。由於詩以寓目山河為線索，於是追求情隨景生，意象諧成也就顯得特別重要。「鳳凰」的高飛與「鳳凰臺」的「空」，潔淨、疏朗，與詩人瀟灑的氣質和略帶感傷的情懷相一致，且意到筆到，詞義契合，起到了內外呼應的作用。另外，整首「登臨」的內在精神，與「埋幽徑」「成古丘」的冷落清涼，與「三山」「二水」的自然境界，與憂讒畏譏的「浮雲」惆悵和不見「長安」無奈悽涼，都被恰切的語詞鏈條緊緊地鉤連在一起，從而當得起「古今題詠，惟謫仙為絕唱」的讚譽。
李白《登金陵鳳凰臺》一詩，以其曠達高遠與略帶黯淡色彩的吟詠，成為文學史上獨特的鳳凰詠嘆調。