《胡旋女》在結構上可以分為三個層次：
第一層從開頭到“天子為之微啟齒”，共十句。主要是描繪胡旋舞的主要特點，以及胡旋女在跳胡旋舞時出色的驚人技藝。作者調動誇張、比擬、想象、渲染等多種藝術手法來描繪胡旋女的舞蹈場麵，從開始“弦鼓一聲雙袖舉”，一直到結束“曲終再拜謝天子”。其中主要突出快速旋轉這個胡旋舞的主要特征。胡旋女在鼓樂聲中急速起舞，象雪花空中飄搖，象蓬草迎風飛舞，其旋轉飛轉的車輪和疾風還要快，而且飛快地來回的旋轉根本不知疲倦，轉啊轉啊，“千匝萬周無已時”。 有人將詩中形容胡旋舞舞動速度之快的“奔車輪緩旋風遲”，誤解為在車輪上跳舞。從現存史料看，胡旋應是在地麵上進行的，方能做到“疾如風焉”。
許多曆史記載也多突出這點，如杜佑《通典》說胡旋舞 “急轉如風，俗謂之胡旋”； 《舊唐書·安祿山傳》說 安祿山“作胡旋舞疾如風焉”。元稹的《胡旋女》描繪這一特點甚至比白居易《胡旋女》中更形象：“蓬斷霜根羊角疾，竿戴朱盤火輪炫。驪珠迸珥逐飛星，虹暈輕巾掣流電。潛鯨暗吸笡波海，回風亂舞當空霰。萬過其誰辨終始，四座安能分背麵。”轉得那麽快，觀眾幾乎不能看出她的臉和背，這種描寫正突出了《胡旋舞》的特點。此段的最
後一句“天子為之微啟齒”是個過渡，由描繪胡旋舞的主要特點，以及胡旋女在跳胡旋舞時出色的驚人技藝過渡到批判君王對胡旋舞的沉溺，對善舞胡旋的楊玉環和安祿山的寵愛，從而導致禍亂，唐帝國由盛轉衰。
第二層從“胡旋女，出康居”到“死棄馬嵬念更深”。主要寫玄宗對善舞胡旋的楊玉環和安祿山的寵愛，由此導致的安史之亂。先交代胡旋女是從西域的康國。說她們是被小國之君作為貢品獻給大唐天子千裏迢迢來到長安。然後，詩人筆鋒一轉，指出從康居來的胡旋女無法與中原的胡旋者“鬥妙爭能”。“天寶季年時欲變，臣妾人人學圜轉”是說天寶末年社會風氣逆轉，百官和民間皆以學胡旋舞為時尚。“中有太真外祿山”以下八句則點出君主的喜愛是導致這種喜習胡風胡舞習尚的根源。特別點出玄宗寵愛善舞胡旋的楊玉環和安祿山：“祿山胡旋迷君眼”，“貴妃胡旋惑君心”是導致國家由治變亂造成安史之亂的根源。其中“死棄馬嵬念更深”的“念更深”的含義更為深刻：它不僅暗示玄宗賜死楊貴妃是迫於無奈，也道出玄宗沉溺於歌舞的結局是既誤國又害己。白居易在《長恨歌》中曾對這“念更深”過形象的描述：“君王掩麵救不得，回看血淚相和流”；“蜀江水碧蜀山青，聖主朝朝暮暮情行宮見月傷心色，夜雨聞鈴腸斷聲”；“夕殿螢飛思悄然，孤燈挑盡未成眠遲遲鍾鼓初長夜，耿耿星河欲曙天。鴛鴦瓦冷霜華重，翡翠衾寒誰與共悠悠生死別經年，魂魄不曾來入夢”。
這段是全詩的主旨所在，即探討唐帝國由盛轉衰的原因，批判當年曾勵精圖治開創開元盛世的唐玄宗沉溺於胡旋舞導致安史之亂。
第三層，從“從茲地軸天維轉”到結尾四句詩人認為，胡旋舞的盛行是“天寶季年時欲變”的征兆，因為它隻能“迷君眼”、“惑君心”，使得唐王朝遭受了一次大劫難，“從茲地軸天維轉，五十年來製不禁”。接著，點破創作主旨，勸誡胡旋女不要隻顧著跳舞；也來唱一唱我寫的這首詩，給天子一些啟示，讓明君領悟這個曆史教訓。作者不直接勸誡憲宗，而是對胡旋女發話，這是一種婉曲的表達方式。比起元稹的《胡旋女》結尾直接譴責玄宗和直接告誡憲宗：“翠華南幸萬裏橋，玄宗始悟坤維轉。寄言旋目與旋心，有國有家當共譴”，表現手法要婉曲一些。