诗前十句为诗歌的主体部分，具体描绘独坐所见的景物。前六句写的是山斋外的自然环境。
开头两句总写山居环境。起势空灵飘远，极富意境，让人眼前有高山环绕、云雾流离之感。字面一拆，字字无奇；字面一合，顿时有百倍的意境：可见意远在言外。这是对大环境的冲淡的一笔。
三四句写山中的溪、树、岩、石，分别用深、古、空、幽来形容，传出一种宁静幽深的境界。对仗工整，虚中逐渐趋实，进一步为后面的愁绪造势，正在渐渐地深入之中。
五六句写日出时景色，扣首联中的“朝”字。忽又摇开，造成跌宕的姿态，有小波澜摇曳。这两句的奇在于：日出天明，本该是生机复发、百鸟歌唱、心情舒畅的时刻，作者却逆意而行，对“寂”作进一步的渲染，那淡淡的愁丝几乎已经洋溢出字面，懒懒地在心中潜行了。接着四句写山斋中的情景。
七八句视线由户外转到户内，直接写自己居住的山斋。“幽气”“虚白”都围绕着居室来写，刻画其幽静、寂寞、凄清的感觉，一切的感觉都是清冷，没有人气。
九十两句进一步写庭院内的花草，花落入户而飞，见情态之悠闲，山斋之美好；细草当阶而积，见庭院之幽寂，山居之清静。这里仍然是景物描写，无一字提“愁”，无一字提“思”，但是寂寞惆怅之感已经伸手可及，全然浸满读者的心灵。山间景色之幽美，希望有人共赏；山斋独坐之孤寂，希望有知己相对。这就自然引出后四句，点出怀念薛内史之意。先感慨“桂酒徒盈樽，故人不在席”，后归结为“临风望羽客”的热烈期盼。这四句写山斋中独坐之人的情怀，把作者徒对桂酒怀故望归的寂寞心情抒发了出来，与诗的前面环境的空寂幽静相融合。“山之幽”点题内山斋，首尾照应，浑然一体。
全诗给人一种寂寞空灵之感，一切都很淡，都很静，有飘浮不可捉摸之感。哀而不伤，朴实不事雕琢，感情自然而不矫饰。机心藏而不露，自然天成，看似信笔而来，实则颇有匠心。描写起自远山空林，再至兰庭幽室，再至盈樽美酒，由远及近，由大而小，由粗而细，由虚而实，其中情思，缓缓流淌，由朦胧而至清晰。最后忽又挽回到日暮远山，感情也到此提升到前所未有的高度，使全诗浑成一体，从景到情，圆满无缺。诗中有不少着意刻画的字句，但由于诗人能创造出幽寂而含生意的境界，所以并不显得雕琢。前十句着重写景，而景中寓情；后四句着重抒情，而情中有景，情景的结合处理得比较好。
此时王世贞与李攀龙主盟文坛，名重天下。登太白楼，追寻前朝天才诗人的足迹，心中有很多感想。所以，诗的一开头就写当年李白登楼情景：“昔闻李供奉，长啸独登楼。”不称“李太白”而称“李供奉”，称李白刚刚去职的官衔，这就巧妙地交代了李白登楼的时间和背景，李白到山东任城，是在任翰林供奉之后，并说明他虽然被“赐金放还”，却满不在乎，照样地纵情诗酒，放浪山水之间。“长啸独登楼”，“长啸”是魏晋时代阮籍嵇康的名士风度撮口发出悠长情越的声普。这个细节描写，突出了李白的潇洒风神。一个“独”字，更写出其超逸不群和“眼高四海空无人”的气概。
“此地一垂顾，高名百代留。”山不在高，有仙则名，水不在深，有龙则灵。这座本来不为人注意的济宁南城小楼，一经大诗人“垂顾”，从此百代留名了。这里流露了王世贞景慕、缅怀李白之情，在无限景慕中，也隐隐蕴蓄着作者追踪比附之意。王世贞此时想的是：当年李太白垂顾此地，百代留名，我王世贞如今也来步他的后尘了。明里是颂扬前贤，暗里寄寓着个人的抱负。
“白云海色曙，明月天门秋。”王世贞写自己登楼望断天涯的情景。可是诗人笔下之景，并非全是济宁城楼即目所见，而更多的是作者心中想像的一种海阔天高的境界。此时登上太白楼的王世贞思接千载，多么想与才华盖世的李太白精神上千古相接。于是，他也像李白那样，运用充满神奇幻想的浪漫主义笔法表现自己对这位天才诗人的神往。李白《登太白峰》：“太白与我语，为我开天关。愿乘冷风去，直出浮云间。”王世贞在登临凭吊之际，也进入李白写的那种幻觉境界：仰望海天，明月当空，曙光朦陇，仿佛自己也听到诗仙李白的召唤，即将凌虚乘风而去，进入天界之门，去与他“相期邀云汉”了。
当他猛然从幻境中清醒过来时，又从天上跌落尘寰，不禁产生一种失落感。他感叹：像李白这样的夭才多少年才出一个，酒楼啊酒楼，自李白光临之后，还会有像他这样的人再来登临，使酒楼重新蓬壁生辉么？“欲觅重来者，潺湲济水流。”他心潮澎湃，望着东流入海的济水出神：那i滔滔江水啊，洪波涌起，后浪逐前浪，一浪高一浪。“逝者如斯夫，不舍昼夜”，人类发展史文学发晨史，也是这样。他感咽的神情中，大有“江山代有才人出，各领风骚几百年”之慨。
这首《登太白楼》写作上一个显著的特色，把李白当年登楼和自己今日登楼捏合到一起写，明写大白，暗写自己，写得极有才情，极富个性，表现了王世贞敢于与李白攀比的雄心、气魄，李贽称王世贞“少年跌宕，······气笼百代，愈不可一世”（《藏书》卷二十六）。王世贞这种个性，在这首诗中表现得很突出。这首诗写得也像李白，海阔天空，气条调古，颇得李白诗歌之韵。