Lúc mới xây dựng, lăng có tên là Vạn Niên Cơ. Sau cuộc nổi loạn của những người xây dựng lăng, vua Tự Đức nhận ra sai lầm của bản thân, bèn đổi tên thành Khiêm Cung. Sau khi vua Tự Đức băng hà, lăng được đổi tên thành Khiêm Lăng. Lăng Tự Đức có kiến trúc cầu kỳ, phong cảnh sơn thủy hữu tình và là một trong những lăng tẩm đẹp nhất của vua chúa nhà Nguyễn.
Quần thể lăng được chia thành 2 khu vực: tẩm điện và lăng mộ. Khu vực tẩm điện từ cửa Vụ Khiêm đi qua trước khiêm Cung Môn rồi uốn lượn quanh co ở phía trước lăng mộ. Qua khỏi cửa Vụ Khiêm và miếu thờ sơn thần là khu điện thờ, nơi trước đây là chỗ nghỉ ngơi, giải trí của vua.
(Lăng Tự Đức với phong cảnh hữu tình)
Vua Tự Đức đã sớm nghĩ đến việc xây lăng mộ cho mình ngay khi còn sống. Vốn là một người giỏi thi phú, ông đã chọn cho mình một nơi yên nghỉ xứng đáng với ngôi vị của mình, địa điểm được chọn để xây lăng trong một thung lũng hẹp thuộc làng Dương Xuân Thượng, tổng Cư Chánh.
Khi mới khởi công xây dựng, vua Tự Đức lấy tên Vạn Niên Cơ đặt tên cho công trình, với mong muốn được trường tồn. Tuy nhiên, công việc sưu dịch xây lăng quá cực khổ khiến dân phu xây lăng bất mãn.
(Ảnh chính điện trong lăng Tự Đức)
Ngày 8-9 âm lịch năm 1866, tức năm Tự Đức thứ 19, do việc xây dựng Vạn Niên Cơ, quân sĩ và dân phu phải làm lụng khổ sở, có nhiều người oán giận. Nhân sự bất mãn đó, Đoàn Hữu Trưng cùng với các em phát động cuộc nổi loạn. Tuy nhiên, cuộc đảo chính thất bại.
Sau sự việc này, hối hận vì sai lầm của mình, vua đổi tên Vạn Niên Cơ thành Khiêm Cung và viết bài biểu trần tình. Năm 1873, Khiêm Cung mới được hoàn thành, vua Tự Đức vẫn sống thêm 10 năm nữa rồi mới qua đời.
(Ba cây cầu Tuần Khiêm, Tiễn Khiêm, Do Khiêm bắt qua hồ dẫn lên đồi thông)
Gần 50 công trình trong lăng ở cả hai khu vực tẩm điện và lăng mộ đều có chữ Khiêm trong tên gọi. Lối đi lát gạch Bát Tràng bắt đầu từ cửa Vụ Khiêm đi qua trước Khiêm Cung Môn rồi uốn lượn quanh co ở phía trước lăng mộ. Qua khỏi cửa Vụ Khiêm và miếu thờ Sơn Thần là khu điện thờ, nơi trước đây là chỗ nghỉ ngơi, giải trí của vua. Giữa hồ có đảo Tịnh Khiêm với những mảnh đất trồng hoa và những hang nhỏ để nuôi thú hiếm. Trên hồ Lưu Khiêm có Xung Khiêm Tạ và Dũ Khiêm Tạ, nơi nhà vua đến ngắm hoa, làm thơ, đọc sách… Ba cây cầu Tuần Khiêm, Tiễn Khiêm và Do Khiêm bắt qua hồ dẫn đến đồi thông.
(Lăng Tự Đức từ trên cao nhìn xuống)
Bên trong Khiêm Cung Môn là khu vực dành cho vua nghỉ ngơi mỗi khi đến đây. Chính giữa là điện Hòa Khiêm để vua làm việc, nay là nơi thờ cúng bài vị của vua và Hoàng hậu. Sau điện Hòa Khiêm là điện Lương Khiêm, xưa là chỗ nghỉ ngơi của vua, về sau được dùng để thờ vong linh bà Từ Dũ, mẹ vua Tự Đức.
Sau khu vực tẩm điện là khu lăng mộ. Ngay sau Bái Đình với hai hàng tượng quan viên văn võ là Bi Đình với tấm bia bằng đá Thanh Hóa nặng 20 tấn có khắc bài “Khiêm Cung Ký” do chính Tự Đức soạn. Toàn bài văn dài 4.935 chữ, là một bản tự thuật của nhà vua về cuộc đời, vương nghiệp cũng như những rủi ro, bệnh tật của mình, kể công và nhận tội của Tự Đức trước lịch sử.