Nagaoka-kyō foi construída por orde do emperador Kanmu, que mandou que a súa nova capital se establecese uns 40km ao norte de Heijō-kyō nun intento de evitar os puntos febles xeográficos desta última. Así, Nagaoka-kyō situouse na confluencia de tres ríos, onde o río Katsura e o Uji formaban o Yodo. Creouse o porto de Yamazakitsu para trasladar produtos doutras partes do país, que se transportaban en barcos pequenos. Isto facilitou moito o abastecemento da nova capital imperial, xa que Heijō-kyō só era accesible por terra. Por outra banda, o estanque de Ogura, situado ao sueste de Nagaoka-kyō, utilizouse como base loxística. As escavacións arqueolóxicas amosaron que case todas as casas do lugar posuían un pozo, así como unha rede de sumidoiros para a evacuación das augas residuais, evitando os problemas existentes en Heijō-kyō. A auga distribuíase por sucos nos extremos das estradas, que se desviaban cara ás casas para eliminar os excrementos. A orixe desta auga era unha fonte natural situada ao noroeste de Nagaoka-kyō, a cal fora construída cunha lixeira pendente, de tal xeito que os residuos acababan no río, mantendo a cidade limpa. O palacio imperial situábase nun pequeno outeiro a 15m sobre o resto da cidade, demostrando de maneira visual a autoridade do emperador. Este deseño contrastaba co de Heijō-kyō, que estaba nunha chaira.
