全诗按思想感情的脉络，可以分成九段。
第一段是总起，交代远游的原因。基调是开头两句：“悲时俗之迫阨兮，愿轻举而远游。”对恶浊朝廷的迫害充满悲愤，只得去远游了。到哪里远游呢？“托乘而上浮”，去的是天上，是人们所崇仰的神仙世界。
第二段写远游者的心境，反覆吟咏“心愁凄而增悲”、“求正气之所由”，定下全诗感情基调：悲愤的追求和坚定的信念。到四方远游的宁静环境，和诗人关怀现实的热烈内心，形成一对矛盾，从而引导下文诗人情绪的多变反覆。
第三段提出一系列的仙人：赤松子、傅说、韩众等，作为追慕的对象，“贵真人之休德兮，美往世之登仙”。不过，诗人内心仍然隐隐作痛：他忘却不了故乡，忘却不了世俗社会。难道得道升天、腾云驾雾，就可以躲避小人们的迫害吗？诗人无法回答。诗人的怀疑，实际上是自己对远游复杂的心理表述。
第四段诗人的思绪又回到世俗社会，想到善良忠诚而遭朝廷迫害的情形，感到高阳帝时代清明的政治不会再出现，只好认真规划自己远游的行程了。第四段与第三段在内涵上相对。第三段写上天游玩却怀念人间，第四段写人间受苦就向往上天遨游。天上人间，始终成为诗人心灵的两极，时左时右，使情绪澜翻不已。
第五段是对三、四段情绪的决断。一开头有“重曰”二字，先重重地下断语：“春秋忽其不淹兮，奚久留此故居？轩辕不可攀援兮，吾将从王乔而娱戏。”世俗社会不能再留恋了，还是去飞天遨游吧！向南、向南，先向南方游览。诗人决断去远游，又定下方向，至此，才是远游从思想落实到行动。那么，诗人向谁请教远游的道理呢？第一位远游导师，便是王子乔。定了信念，请教仙人，远游便确定无疑了。
第六段是仙人王子乔的话。诗人把仙人的话，用富有节奏的文字记录下来，实质上是通过王子乔的话，表达自己对远游的体会：既然现世已无有道贤君，那么，上天悟道就是成仙立德了。古人说，人生三项不朽的事业是立德、立言、立功，立德是最重要的。既然在人间不能再立德，成仙修行便是最佳道路了。王子乔的话，诗人的领悟，都集中在做一个有道德的人这一点上，可见诗人仍未忘情于世：人间的道德规范永远深烙在他心中。
第七段写诗人远游的第一站：上天宫参观。上天之前，诗人吸取天之精气，神旺体健，然后乘云上天，进入天宫之门，游览清都等天帝的宫殿。古时说天帝宫殿在天的中央，诗人升天后先到天中央，作为出发的基点，可见在他心灵深处，仍然有一个天帝，那是人间君王在天界的投影。隐约之间，人们感到屈原离开楚国都城远游，心中时刻忘不了人间的君王。
第八段，写诗人远游的第二站：游览天上的东方与西方。先是游东方。诗人出游的队伍不是三两什役，而是一大队龙神卫护，八龙驾车，风伯、雨师、雷公做侍卫，真是威风八面、气势威严。拜会过东方太皓天帝和西方金神蓐收之后，诗人有点飘飘然了，享受到得道成仙的乐趣。但是，从高空下视。瞥见故乡，心中不禁隐隐作痛。该怎么办呢？决定再向南游，希望找到舜帝一诉衷肠。这一段写出游队伍的庞大神奇，既有大胆热烈的想像，又有丰富具体的铺陈，使出游的行列成为神仙世界的展览，渲染出成仙得道的快乐气氛。
第九段是全诗的结束，又可分两个层决。第一层写游览南方和北方，拜会南方之神祝融和北方之神颛顼，都深受教益。游南方北方的描写，比游东方西方简单一些，因为同样一支队伍，不必重复描述。只是突出了南方的鸾迎宓妃、湘灵鼓瑟，以及北方的冰积寒冷。第二层概括游览东西南北四方天空大地，感悟到人间应该有一个新的世界，那便是超越儒家的教化，使人与天地元气相一致，天、地、人和谐共处。这样，即使不离开人间远游，也能感受到生命的快乐了。
《远游》一诗，写的是想像中的天上远游，表达的是现实人间的理想追求。诗中出现了大量的神仙怪异之物，先后有太皓、西皇、颛顼等四方上帝。有雷神丰隆、木神句芒、风神飞廉、金神蓐收、火神祝融、洛神宓妃、湘水之神湘灵、海神海若、河神冯夷、水神玄冥、造化之神黔瀛等各类正神，有玄武星、文昌星等星官，有赤松子、傅说、韩众、王乔等仙人，有八龙、凤凰、鸾鸟、玄螭、虫象等神话动物，有汤谷、阊阖、太微、旬始、清都、太仪、微闾、寒门、清源等神话地名，迷离惝怳，令人目不暇接，心驰神摇。这正是战国时代民间传说与原始宗教交叉的产物，反映出楚文化富于想像的特色，显示了诗人吸取民间文艺素材进行诗歌创作的艺术视野，和操纵开合运用自如的创作能力。这位伟大的诗人的诗歌为人们保存了大量的古代神话素材，成为后代文学艺术创作的重要借鉴依据。
从形式上看，《草堂》用大量篇幅回溯了徐知道乱蜀的始末及其严重后果，是对旧史的重要补充，是诗史。而众多注家也是从这个角度来肯定这首诗的价值的。这无疑是杜诗的一个极其重要的方面。就这方面而论，《草堂》的确真实而深刻地反映了当时的历史真实。例如对徐知道乱蜀原因：“义士皆痛愤，纪纲乱相逾”、“大将赴朝廷，群小起异图”的准确把握；对汉、蕃相互勾结又相互火并的生动刻画：“请宵斩白马，盟歃气已粗”；对乱象错综复杂情况的巨细不遗：“布衣数十人，亦拥专城居”；以及对贼谋“西取邛南兵，北断剑阁隅”的揭露，其广度和深度，是抵得上一篇徐知道乱蜀始末记而有余的。
特别是“鬼妾与鬼马，色悲充尔虞”，不仅深刻地揭示了战乱给人民带来的深重灾难，而且表现了诗人的无比痛愤。当这位伟大诗人写到这里时，是站在审判台上，面对着毫无人性的魔鬼，怒不可遏地申斥他们的罪行的。一个“尔”字，就维妙维肖地表明了他那种面对魔鬼，痛予呵叱的坚定立场。死者而有妾，马，当然不是等闲之辈。这似乎有点为互相残杀而死的贼徒，或者为殃及阔人的枉死鬼而一表同情的嫌疑。其实不然，这是文学上常用的一种艺术手段——深一层写法。对鬼妾、鬼马尚且这样肆无忌惮地蹂躏、糟踏，则对一般老百姓的残忍、凶暴，更不消说了。杜甫的同情，始终是在无辜而死的老百姓一边的。
然而仅仅看到这方面取得的成就及其价值，尚不足以尽《草堂》的极致。《草堂》的思想意义和文学价值，除了上述这一个方面，还有一个最主要的方面，那就是，在回忆蜀乱始末的笔触上，融入了杜甫对严武最真挚的友谊，希望他面对“成都适无虞”、“天下尚未宁”的冷酷现实，认真思考“大将赴朝廷。群小起异图”的原因；吸取祸生肘腋的沉痛教训，整顿纪纲，厉行国家法令，不要重蹈“大将赴朝廷，群小起异图”的覆辙。《草堂》诗主要是按这样的构思，艺术地再现当时的乱象的。
开头四句，诗人用对比的方法，突出了他为“蛮夷塞成都”而去，为“成都适无虞”而归的心情，希望严武注意国家的治乱，同人心向背，息息相关，千万不能满足于眼前的“适无虞”。这是对严武的忠告，也是对当前形势的正确估计。论者多从它同下文的关系，许其为一篇之纲，是只知其一，不知其二。
为了让严武清醒地记取“蛮夷塞成都”的惨痛教训，诗人接着写到：“请陈初乱时，反覆乃须臾。大将赴朝廷，群小起异图。”“请陈”者，请允许我(杜甫)陈于大将之前。“大将”者，剑南节度使严大将军武也。这就充分表明《草堂》主要是向严武陈情。而陈情的第一件事是“反覆乃须臾”间事，不可掉以轻心；是诗人把“群小起异图”，直接同严武赴朝廷联系起来。这固然可以说明严武举足轻重，国家安危所系，用《八哀诗》哀严武的诗句来说，就是“公来雪山重，公去雪山轻”。但也未尝不可以理解为：严武治蜀还有严重问题，以至于前脚刚刚跨出成都，便祸生心腹。一句话，“群小起异图”，严武是不能完全辞其咎的。这是杜甫希望严武认真思考的第一个问题。
杨伦对“请宵斩白马，盟歃气已粗”，加了“写出草草乌合光景”八个字的旁批。需要补充一句：岂止草草乌合，他们在歃血为盟之初，就有过激烈争吵呢。这消息，是“气已粗”三个字透露出来的。气粗就是喉咙大，出大声气，是提劲争吵的形象语言。它生动地反映出：叛乱集团从一开始就有冲突，其发展为分裂，为自相残杀，而终归灭亡，是必然的。
诗请“布衣数十人，亦拥专城居”这一句，也是很值得严武深省的大问题。布衣一般指老百姓。这就是说，除徐知道这股乱军，还有铤而走险的老百姓。当然，无论从组织，还是从性质看，其铤而走险的情况都极其复杂，但有一点却是相同的，即他们都是逼上梁山的。在当时，除了这条路，已经没有别的选择了。
严武这个人，《旧唐书》批评他，一则说： “前后在蜀累年，肆志逞欲，恣行猛政。”再则说： “性本狂荡，视事多率胸臆。”三则说：“穷奢极靡，赏赐无度，蜀方间里，以征敛殆至匮竭。”这些，杜甫都是知道的。有时也尽过朋友之道，微言相感。但因爱才心切，加以严武“骄倨”，多言未必见纳，所以平常相处，表扬鼓励居多。徐知道的反叛，以及由此引起的人民的骚动，同严武上述缺点是有关系的。现在，再镇成都，不知道会不会认真总结“大将赴朝廷，群小起异图”的血腥教训，改弦更张，防患未然。杜甫从“遣骑问所须”这件小事上，深深意识到问题已经到了相当严重的程度，再不提出，严武个人成败事小，天下安危事大。因而在痛愤之馀，结撰至思，向严武表明了“饮啄愧残生，食薇不敢馀”的态度，同时，又通过初乱的回忆，提示了若干值得严武虚心思考的问题，目的都在促使严武的猛省，去其所短，用其所长，把两川的事情办好。
《草堂》，杜甫“穷年忧黎元”的高大形象以及“何人怀抱尽”的谏诤风范，都是令人仰之弥高，即之弥亲的。
辞官是一种令人无奈和回味的经历。诗人此时写的诗，其名称中有“秋”、“晚”等凄凉的词语，诗的前两句也有积水和霜降等寒凉的意象。这些为诗定下了忧伤的调子。
第三、四句，诗人提到“津途多远情”，其含义有二：一是作者马上就回到家，对家乡有思念盼望之情；二是回望过去经历，有些不舍，留下深情。第五六句，作者借景物描写，隐喻为官的经历：“江山之外，看尽烟云”。第七、八句，描写很多的事情诗人都无力解决，慨叹一生劳苦不息而不见成功。第九、十句，写诗人在凉风中，年老而疏白的鬓发飘扬，有人称赞张九龄做了贵官，而张九龄却不以为然。他认为自己是被拴在槽上受束缚的马，无法行动，又像笼中的鸟，没有自由却向往远游行，而此时年纪老了，个人却只剩下莫名的彷徨。
末四句，诗人认为，做人做事一定要依据事物本来的情性，身心十分劳累的原因是追求功名。诗人醒悟以往的经历，有很多做错的事，又肯定了辞官的做法。诗人当前关心的是何时天下太平。从诗句中可以见到：诗人仍然关心天下大事。
诗人能从秀丽山川中看到更深邃的精神内涵，抛却了赤裸裸的实用性、功利性的目光。