1975년 5월 3일 국가무형문화재(현, 국가무형유산)로 지정되었다. 2001년 5월 18일 종묘제례악과 함께 유네스코 ‘인류구전 및 무형유산걸작’으로 선정되어 세계무형유산으로 지정되었다.
종묘 제향은 정시제(定時祭)와 임시제(臨時祭)가 있었는데 대제(大祭)로 봉행하였다. 정시제는 춘하추동 사계절과 납일(臘日: 동지 뒤의 셋째 未日)에 지내다가 1909년에 납일 제향을 폐지하고 사계절의 첫 달, 즉 춘 정월, 하 4월, 추 7월, 동 10월의 상순에 지냈다. 영녕전에서는 정시제를 춘 정월, 추 7월의 상순 2회만 지냈다. 그밖에 나라에 흉사나 길사가 있을 때마다 임시제인 고유제(告由祭)를 올렸다. 또, 계절 따라 햇과일과 햇곡식이 나오면 약식 고유를 하였는데, 이것을 천신제(薦新祭)라고 하였다.
일제하에서는 이왕직(李王職) 주관으로 겨우 향화(香火)만 올려 왔고, 광복 후에는 혼란과 전쟁 등으로 오랫동안 향화조차 봉행하지 않고 있다가, 1969년부터 사단법인 전주이씨대동종약원이 주관하여 제향을 올리기 시작하였다. 그러나 복식(服飾)과 제찬(祭饌)을 제대로 갖추지는 못하였다. 그러다가 1975년 종약원은 종묘대제봉향위원회를 구성하였고, 정부에서도 지원하여 매년 5월 첫째 일요일에 전통 제례 의식으로 대제를 봉행하고 있다.
조선 시대의 종묘대제에는 왕이 세자와 문무백관 · 종친을 거느리고 종묘에 나와 친히 제향을 올렸는데 이것을 친행(親行)이라 하고, 왕이 유고로 친행하지 못할 때는 세자나 영의정이 대행하였는데 이를 섭행(攝行)이라 한다. 현재 정전과 영녕전의 제관은 각 능봉향위원회가 주축이 되고, 각 시 · 도 지원으로 인품과 제례 경험이 많은 종친을 추천받아 제관으로 위촉하고 있다. 제관은 친행시와 섭행시 그 품계가 달랐다.
각 신실별 제관은 초헌관 · 아헌관 · 종헌관 · 대축관 · 묘사(廟司, 우전관) · 내봉관 · 외봉관 · 집준관(執罇官) 등 8명으로 편성되고, 그밖에 각 전별로 집례 · 감제관(監祭官) · 천조관(薦俎官) · 봉조관(捧俎官) · 당상 · 당하 · 찬의(贊儀)로 구성되어 정전 163명, 영녕전 137명, 공신당 2명 도합 302명으로 편성된다.
대제 전날에는 전향축례(傳香祝禮), 제찬진설(祭饌陳設), 분향(分香), 분축(分祝) 행사를 한다. 전향축례는 종약원에서 정전 제1실의 초헌관이 제1실 대축관에게 축문과 향을 전하면 대축관이 이를 받아 종묘의 향안청(香案廳)에 봉안하는 행사이다. 당일 오전 9시에 영녕전 제향을 먼저 올리고, 12시에 정전 제향을 봉행한다. 제례는 신관례(晨祼禮, 강신례) · 초헌례(初獻禮) · 아헌례(亞獻禮) · 종헌례(終獻禮) · 음복례(飮福禮) · 망료(望燎)의 순으로 진행된다.
(1) 신관례 찬의가 각 실 초헌관을 인도해 관세위(盥洗位: 제향 때 제관이 손을 씻는 곳)로 나아가 손을 씻은 뒤, 동쪽 계단으로 올라가 각기 자기가 복무할 신실 준소(罇所: 제향 때 술상을 차려 놓는 곳)에 서향하고 서서 감작(監爵)한다. 보태평지악(保太平之樂)과 보태평지무(保太平之舞)를 올린다. 각 실 준소 사준관이 용작(龍酌)을 잡고 술을 떠낸다. 집준관은 멱(冪)을 벗기고 용작으로 술을 떠서 용찬에 따른다. 이 때 외봉관은 용찬을 받들어 집준관이 따르는 술을 받는다.
각 실 초헌관이 신위 앞에 나가 꿇어앉아 향을 세 번 향로에 넣는다. 우전관은 향합 뚜껑을 열고 향합 밑을 받쳐 들고, 대축관은 향로를 받들어 초헌관이 분향하도록 한다. 초헌관이 용찬을 잡고 술을 땅에 붓는다. 외봉관은 준소에 준비된 용찬을 내봉관에게, 내봉관은 초헌관에게, 초헌관은 제상 앞의 구멍에 따른다. 빈 용찬을 내봉관에 주고 내봉관은 이를 받아 준상 위에 놓는다.
외봉관이 준상에 준비된 폐백(幣帛)을 내봉관에게 주면 내봉관이 이를 받아 초헌관에게 주고, 초헌관은 이를 받아 대축관에게, 대축관은 제상의 작판 안 줄 가운데 위치에 놓는다. 찬의가 각 실 초헌관을 인도하여 본래의 위치로 내려간다.
천조관과 봉조관이 관세위로 나아가 손을 씻고 찬소(饌所)로 나간다. 대축관이 모혈반(毛血槃: 종묘와 사직의 제향에 쓰던 희생의 털과 피를 담은 쟁반)과 간료등(肝膋㽅)을 받들고 들어가 신위 앞에 올린다. 대축관이 간(肝)을 받들고 신실 밖으로 나와 숯불에 태우게 된다.
다음으로 찬(饌)을 올리는데, 이 때 모든 집사는 제찬을 덮은 복지를 벗겨 종이를 한데 모아 제상 아래에 보이지 않게 단정히 놓는다. 또한, 집준관과 외봉관도 준상에 있는 작은 종이를 벗겨 보이지 않게 놓아둔다.
찬의가 천조관 · 봉조관을 인도해 정문으로 들어간다. 풍안지악(豐安之樂)을 올린다. 대축관은 모혈반을 거두어 외봉관에게 주고, 외봉관이 이를 준소에 놓는다. 천조관이 상을, 봉조관이 조(俎)를 받들고 태계(泰階)로 올라가면 대축관은 계 위에서 읍을 하고 맞아들인다.
천조관이 제1실 신위 앞에 나아가 상을 놓고 꿇어앉는다. 봉조관이 조를 받들고 꿇어앉아 천조관에게, 천조관은 대축관에게 주면 대축관이 신위 앞에 올린다. 제1실 대축관은 서(黍)와 직(稷)을 기름에 섞어 숯불에 태운다. 악이 그치고 찬의가 천조관 · 봉조관을 인도해 제자리로 내려간다.
(2) 초헌례 각 실 초헌관은 동쪽 계단으로 올라가 준소 앞에서 서향하고 감작한다. 보태평지악과 보태평지무를 올린다. 집준관이 술을 떠내어 작에 붓는다. 이 때 외봉관은 작을 받들고 있어야 한다.
외봉관이 작을 내봉관에게 주면 내봉관은 이를 헌관에게 준다. 헌관이 이를 대축관에게 주면 대축관은 맨 서쪽 작판에 올린다. 외봉관이 다시 작을 내봉관에게 주면 내봉관은 헌관에게 주고, 헌관은 이번에는 우전관에게, 우전관은 이를 비위(妃位)전 작판에 올린다.
헌관과 집사 및 참반원(參班員)이 부복하면 악을 그치고 대축관이 동쪽을 향해 꿇어앉아 축문을 읽는다. 다시 악을 올리고 헌관, 집사 및 참반원은 일어난다. 찬의가 각 실 초헌관을 인도해 원 위치로 내려가면 악을 그친다. 다시 보태평지무와 정대업지무(定大業之舞)를 올린다.
(3) 아헌례 아헌례 때는 삼상향(三上香)과 독축(讀祝)이 없고, 악과 무(舞)는 정대업지악(定大業之樂)과 정대업지무이다. 그 밖의 순서와 절차는 초헌례와 같다.
(4) 종헌례 아헌례와 순서와 절차가 같다.
(5) 음복례 제1실 초헌관이 음복할 위치로 나아가 작과 조를 받는다. 제1실 대축관이 제1실 준소로 나아가 작으로 뇌(罍)를 들고 앞으로 나아가 신위 앞의 조육(俎肉)을 덜어내고 대축관은 작을, 내봉관은 조를 받들고 음복위로 나아가 북쪽을 향해 선다. 초헌관이 음복위에 나아가 서쪽을 향해 앉고, 대축관이 초헌관의 왼쪽으로 나아가 북향해 꿇어앉아 작을 초헌관에게 주면 초헌관이 이를 받아서 마신다. 마신 작을 내면 대축관이 빈손으로 받아 점(坫)에 놓는다.
대축관이 북향하고 조를 초헌관에게 주면 초헌관이 받아서 집사에게 주고, 집사는 초헌관이 제자리로 내려간 다음 대축관과 함께 제자리로 간다. 음복례 때 쓰인 조는 준상에 놓는다. 모든 헌관과 천조관 · 봉조관 · 공신헌관이 국궁사배한 뒤 일어나면 변(籩: 대오리를 결어 만든, 과실을 담는 제기)과 두(豆: 제사 때 쓰는 목제 식기)를 거둔다. 옹안지악(雍安之樂)을 올린 다음 흥안지악(興安之樂)을 올린다. 모든 헌관과 천조관 · 봉조관 · 공신헌관이 국궁사배하고 일어나면 악이 그치면서 대축관이 독을 덮고 신주를 모셔 들인다.
(6) 망료 초헌관이 망료 자리로 나아간다. 이 때 제1실 대축관이 각 실에서 모아 온 축문을, 제1실 우전관은 각 실에서 모아 온 폐를 받들어 망료위(望燎位)로 나아가 축문과 폐를 태운다. 초헌관이 제자리로 돌아간다. 모든 집사가 배위(拜位)로 내려가서 국궁사배하면 예필(禮畢)을 알린다.