文章紧紧围绕作者的游踪进行，同时穿插对泰山特点的记述和对所见景观的描绘。正文共五段。第一段先从地理环境落笔：山南有汶水西流，山北济水东去，名山傍水，分外壮观。“阳谷皆入汶，阴谷皆入济”的两个“皆”字，顿挫有力，把泰山的水景由两条河铺开成面写去，点出了山南山北众多支流纵横交叉、终归一河的景色。横亘在阳谷与阴谷分界处的古长城给泰山增添了雄奇的色彩。接着点出泰山最高点日观峰，为后文埋下伏笔。这一段文字，是在作者登泰山之前，用粗笔写出了山、水、古长城、日观峰等几样景色，勾画了泰山有层次、有色彩、动静交织的总貌。简略的轮廓勾勒，线条清楚。
第二段，写他于乾隆三十九年十二月离京师，乘风雪，历经数县，抵达泰安的经过，以及在这个月的丁未日（即二十八日），与朱子颖登泰山的初程、日期和天气状况是全文的点睛之笔。他们从南面山麓登山。山道“四十五里，道皆砌石为瞪，其级七千有馀”。作者选择的路线是循中谷人，“道少半，越中岭，复循西谷，遂至其巅”。看似轻描淡写，但读至下文“所经中岭及山巅崖限当道者”，“道中迷雾冰滑，磴几不可登”，顿有“成如容易却艰辛”之感。作者一登上山巅，望座座青峰披着皑皑白雪，照亮南天。俯瞰泰安城，汉水和祖徕山、沐浴在夕照中，宛如图画；环绕山间的云雾，就像轻柔的腰带。作者用很少的笔墨描绘的泰山夕照图，景色逼真，意境开阔，有风雪初霁的光辉，有晚日照城郭山水的美景，尤其是“半山居雾若带然”，这是神来之笔，它使这幅雪山晚晴图神采顿现，写出了泰山安详、明媚，肃穆中有温柔飘逸美的特殊风韵，这一笔给整个画面以无限的生机和情趣。这一切令作者心旷神怡，而作者的兴奋和喜悦之情，也溢于言表。
第三段是全文的中心。作者于二十八日傍晚登上山顶，第二天即除夕日（当年十二月小）五更时分夕即与朱子颖到日观峰上的日观亭，坐候日出。日出前，“大风扬积雪击面”，风雪交加，一与泰山道上“迷雾冰滑”照应，一派寒冬景象。自日观亭向东望去，山谷中云雾弥漫，即所谓“云海”。太阳出来前是，“稍见云中白若摴蒱数十立者，山也。”作者从山巅向下俯视，众山如骰子，这是从对面落笔写出日观亭位于最高处。“白”字写出了白雪覆盖群山的概貌。“稍见”呼应了“五鼓”，说明天色尚暗，一切景象还不清晰，只是朦胧可辨。这太阳未出的昏暗景象对日出奇景起了烘托作用。太阳将出时的景色是“极天云一线异色，须臾成五采”，这是说，在天地相接的地方，有一线云层，显现出奇异的颜色．霎时间成为五彩缤纷。这时夜色已退，晨曦初现，太阳的形体未现，光芒已可见。很快这一线异色不断扩张、变幻，成五彩纷呈。这霞光的背景为欲出的太阳蓄了势。太阳出来时是“日上，正赤如丹，下有红光动摇承之。或曰：‘此东海也。’”这几句描写了太阳正出来，颜色赤红，有红光托着。作者没有写红云幻成半圆形，以极快速度跃出海面的景象，只用如丹砂一般红的色彩，写出朝阳的生气和力量。旭日如丹，倒映在海面上，上下辉映，一片红艳艳，海浪翻滚，红波摇动，犹如承托着太阳一般。这富有想象力的描写，把太阳的形象表现得气势磅礴。写日出还不就此为止。作者回头西望，日观峰以西诸山，阳光照射到的，呈红色；照不到的，依然白色。晨曦中红白错杂相间的群山，都似弯腰俯首，显得矮小，有如杜甫的名句：“会当凌绝顶，一览众山小”的效果。
作者写观日出之后，就写了名胜古迹，泰山上的名胜古迹很多，而作者只选了日观亭附近的一些古迹，加以简要记叙。写时，以日观亭为中心，把岱祠、碧霞元君祠、皇帝行宫的方位记叙得清清楚楚，构成了以日观峰为中心的一组风景图。这些古迹的简介，突出了日观峰自古以来就是泰山的重要游览胜地，游人甚众，周围的古迹也随之而起。第五段，综述泰山的特点：“山多石，少土；石苍黑色，多平方，少圆。杂树，多松，生石罐，皆平顶。”在三多三少的排列中，着重写了山石的苍黑颜色和平方形状，着重写了松树生于石缝之中和平顶的状貌。这样，用短句写出了鲜明形象，突出泰山苍劲峻峭的面貌。又描绘了泰山严冬的景观：“冰雪，无瀑水，鸟兽音迹。至日观，数里内无树，而雪与人膝齐。”多用两三字短句，简练峭劲。写冰雪处，与前文“大风扬积雪击面”相回应，并以此结束正文。最后一段“桐城姚鼐记”，交代作者，这是游记常见的格式。
《登泰山记》叙述作者偕友人冬日登泰山观日出的经过，生动地表现了雪后初晴的瑰丽景色和日出时的雄浑景象，抒发了作者赞美祖国河山的情怀。文章的基调积极、乐观、豪迈，是清代散文的佳作。
