“花近高楼伤客心，万方多难此登临。”提挈全篇，“万方多难”，是全诗写景抒情的出发点。在这样一个万方多难的时候，流离他乡的诗人愁思满腹，登上此楼，虽然繁花触目，诗人却为国家的灾难重重而忧愁，伤感，更加黯然心伤。花伤客心，以乐景写哀情，和“感时花溅泪”（《春望》）一样，同是反衬手法。在行文上，先写诗人见花伤心的反常现象，再说是由于万方多难的缘故，因果倒装，起势突兀；“登临”二字，则以高屋建瓴之势，领起下面的种种观感。
“锦江春色来天地，玉垒浮云变古今”，诗人从登楼看见的景色开始写起，描绘了一幅壮美的山河景观。锦江水夹带着朝气盎然的春色从天地间奔腾而来，玉垒山上的浮云飘忽不定，这使诗人联想到了动荡不安的国家，那浮云飘移就像是古今世势的更替变幻。上句从空间上扩展，下句从时间上蔓延，这样延展开来，顿然形成了一片宏阔悠远的意境，包括诗人对国家山河的热爱和民族历史的回忆。并且，登高望远，视野开阔，而诗人偏偏向西北方向望去，可见，诗人心怀国家，此时，他忧国忧民的高大形象跃然纸上。
“北极朝廷终不改，西山寇盗莫相侵”，主要写国家战事。诗人登楼远眺，由浮云想到了国家现时情况，虽然大唐朝廷风雨动荡，但代宗又回到了长安，可见“终不改”，这照应了上一句的“变古今”，语气中流露了诗人强烈的爱国之情。下句“寇盗”“相侵”，进一步说明第二句的“万方多难”，针对吐蕃的觊觎寄语相告：“莫再徒劳无益地前来侵扰！”词严义正，浩气凛然，在如焚的焦虑之中透着坚定的信念。
“可怜后主还祠庙，日暮聊为《梁甫吟》。”后主，指蜀汉刘禅，宠信宦官，终于亡国；先主庙在成都锦官门外，西有武侯祠，东有后主祠；《梁甫吟》是诸葛亮遇刘备前喜欢诵读的乐府诗篇，用来比喻这首《登楼》，含有对诸葛武侯的仰慕之意。诗人伫立楼头，徘徊沉吟，很快日已西落，在苍茫的暮色中，城南先主庙、后主祠依稀可见。想到后主刘禅，诗人不禁喟然而叹：“可怜那亡国昏君，竟也配和诸葛武侯一样，专居祠庙，歆享后人香火！”这是以刘禅比喻唐代宗李豫。李豫重用宦官程元振、鱼朝恩，造成国事维艰、吐蕃入侵的局面，同刘禅信任黄皓而亡国极其相似。而诗人自己，空怀济世之心，苦无献身之路，万里他乡，高楼落日，忧虑满怀，却只能靠吟诗来聊以自遣。
全诗寄景抒情，将国家的动荡、自己的感怀和眼前之景融合在了一起，相互渗透，用字凝练，对仗工整，语势雄壮，意境宏阔深远，充分体现了诗人沉郁顿挫的诗风。
这首七律，格律严谨。中间两联，对仗工稳，颈联为流水对，有一种飞动流走的快感。在语言上，特别工于各句（末句例外）第五字的锤炼。首句的“伤”，为全诗点染一种悲怆气氛，而且突如其来，造成强烈的悬念。次句的“此”，兼有“此时”、“此地”、“此人”、“此行”等多重含义，也包含着“只能如此而已”的感慨。三句的“来”，烘托锦江春色逐人、气势浩大，令人有荡胸扑面的感受。四句的“变”，浮云如白云变苍狗，世事如沧海变桑田，一字双关，引发读者作联翩无穷的想象。五句的“终”，是“终于”，是“始终”，也是“终久”；有庆幸，有祝愿，也有信心，从而使六句的“莫”字充满令寇盗闻而却步的威力。七句的“还”，是“不当如此而居然如此”的语气，表示对古今误国昏君的极大轻蔑。只有末句，炼字的重点放在第三字上，“聊”是“不甘如此却只能如此”的意思，抒写诗人无可奈何的伤感，与第二句的“此”字遥相呼应。
尤其值得读者注意的是，首句的“近”字和末句的“暮”字在诗的构思方面起着突出的作用。全诗写登楼观感，俯仰瞻眺，山川古迹，都是从空间着眼；“日暮”，点明诗人徜徉时间已久。这样就兼顾了空间和时间，增强了意境的立体感。单就空间而论，无论西北的锦江、玉垒，或者城南的后主祠庙，都是远处的景物；开端的“花近高楼”却近在咫尺之间。远景近景互相配合，便使诗的境界阔大雄浑而无豁落空洞的遗憾。
历代诗家对于此诗评价极高。清人浦起龙评论说：“声宏势阔，自然杰作。”（《读杜心解》卷四）沈德潜更为推崇说：“气象雄伟，笼盖宇宙，此杜诗之最上者。”（《唐诗别裁》卷十三）
这首诗不同于其他凭吊屈原的诗文，它并未从屈原的人品才能和政治上的不幸遭遇着笔，通篇自始至终紧紧围绕住屈原的“迷魂”来写：首联写迷魂逐波而去，含恨无穷；颔联写迷魂长夜无依，凄凉无限；颈联叹迷魂之不易招；末联赞迷魂终有慰藉。这样围绕迷魂来构思，内容集中，从各个方面，各个角度，反复书写，从而使诗具有回环唱叹之致。
诗的前四句是以景写情。屈原忠而见疑，沉湘殉国，此诗亦即从眼前所见之湘江落笔。“湘波如泪色漻漻，楚厉迷魂逐恨遥”。对着湘江，想起屈原的不幸遭遇，诗人悼念不已。在诗人的眼中，清深的湘波，全都是泪水汇成。这“泪”有屈原的忧国忧民之泪，有后人悼念屈原之泪，也有诗人此时的伤心之泪。湘江流淌着不尽的泪水，也在哀悼屈原。而在这如泪的湘波之中，诗人仿佛看到了屈原的迷魂。“逐恨遥”写迷魂含着满腔悲愤，随波远去，湘江流水无穷尽之时，屈原迷魂亦终古追逐不已，其恨亦千秋万代永无绝期。“恨”字和“泪”字，融入诗人的强烈感情，既是对屈原的悲痛哀悼，也是对造成屈原悲剧的楚国统治者的强烈谴责。
颔联又从湘江岸上的景物再加烘托。这联化用《楚辞·招魂》、屈原《九歌·山鬼》语句。“枫树夜猿”，是说经霜的枫树和哀鸣的愁猿，构成一幅凄楚的秋夜图。“愁”既是猿愁，也是迷魂之愁，而猿愁又更加重迷魂之愁。下句的“女萝山鬼”即以女萝为带的山鬼。“语相邀”既指山鬼间互相呼唤，同时也指山鬼们呼唤屈原的迷魂，境界阴森。长夜漫漫，枫影阴森，迷魂无依，唯夜猿山鬼为伴。此联景象凄迷，悲情如海，读之使人哀怨欲绝。
下面四句似议似叹，亦议亦叹，抒发诗人内心的慨叹。五、六两句是说：即使屈原死后埋在地下，其尸也会归于腐败，魂也难以招回；何况是沉江而死，葬身于腥臊的鱼虾龟鳖之中，他的迷魂就更难招回了。以上三联，都是感伤悲叹，末联情调一变，由凄楚婉转变为激越高昂，以热情歌颂屈原的忠魂作结。这一联糅合了《史记·项羽本纪》“楚虽三户，亡秦必楚”的典故和《续齐谐记》楚人祭祀屈原的传说。意思是说：只要楚人不灭绝，他们就一定会用彩丝棕箬包扎食物来祭祀屈原，人民永远怀念这位伟大诗人。
这首诗化用《楚辞》和屈原作品中的词语和意境入诗，而不着痕迹，读来语如己出，别具风采；全诗以景托情，以感叹为议论，使全诗始终充满了浓郁的抒情气氛；内容上反复咏叹使此诗“微婉顿挫，使人荡气回肠”（清翁方纲《石洲诗话》评李商隐诗语），感人至深。