西漢南越王墓發現於1983年，是迄今嶺南地區發現的規模最大、隨葬物最豐富、唯一飾有彩繪的石室墓。該墓藏於象崗山腹心深處20餘米，出土了「文帝行璽」金印和「趙昧」玉印以及玉角杯等珍貴文物一萬餘件，可確定墓主為南越國第二代王趙昧（約前137年至前122年在位）。墓室建築面積約100平方米，仿陽宅形制建造，坐北朝南、前朝後寢，分前後兩部分，分別由石門隔開。墓前部為前室、東耳室、西耳室；後部為主棺室、東側室、西側室和後藏室。墓主葬具為一棺一槨，安放在主室正中。墓中不僅放置了諸多奇珍異寶和生活用品，還隨葬了15個殉人，作為他地下的僕役。南越王墓及其隨葬珍品是南越國的重要歷史遺存，對研究秦漢時期廣州乃至整個嶺南地區經濟、政治、文化的發展具有重要的意義。1996年，南越王墓被國務院公佈為全國重點文物保護單位。
1983年7月4日，中國社會科學考古研究所、廣州市文物管理委員會及廣東省博物館聯合組成的「廣州象崗漢墓發掘隊」，由著名考古學家麥英豪先生任隊長。8月25日開始發掘，市主要領導都參加了動工儀式。發掘分兩個階段，第一階段發掘墓道和墓室前部的前室及東、西耳室，從起吊墓道填塞的大石開始。發掘以有「御庫」之稱的西耳室最為複雜，其隨葬品數量大、品類多，層層疊壓，為了不擾亂器物間的原有關係，完整地取回各種資料，考古隊採取了搭架懸空發掘的方法。第二階段開始發掘墓室的後半部分，前室通往主棺室的第二道石門與石牆封閉得很嚴，門的銅環、銅臼早已與軸銹在一起，只能將門下挖一條坑道，把門下沉後才打開。覆蓋在地面表層的泥土和石塊，使進入主棺室的發掘者一時還難解墓主之謎，便耐心地用小平頭鏟和竹籤細細地清理，發現墓主身著絲縷玉衣，身上置有「帝印」、「泰子」金印和「趙昧「名章。據史書記載，只有南越國第一代王趙佗和第二代王趙胡曾僭越稱帝，趙昧何許人也？直到9月22日晚在玉衣上胸部發現 「文帝行璽」龍鈕金印時，人們才恍然大悟，原來墓主趙昧就是南越國第二代王自稱文帝的趙胡。興奮的隊員繼續發掘，9月28日用「竹籤插取套裝「的辦法成功地完成了玉衣的整取。隨後清理了東、西側室和後藏室，於10月6日上午，最後一批珍寶運出墓室，歷時43天的發掘圓滿結束。這次發出土了1000所件（套）珍貴文物，令世人震驚。墓葬結構：墓室主體按挖豎穴的方法構建，東、西耳室掏洞而成，整體平面呈「士」字形。墓室座北朝南，南北長10.68米，東西最寬12.24米，建築面積約100平方米，選用粗加工的750多塊紅砂岩築成。墓室共有七室，前部有前室、東耳室、西耳室，後部有主棺室、東側室、西側室和後藏室。前室石門南端有一4.12米外藏槨，槨南為斜坡形墓道。
漢天子即位一年而為陵，天下貢賦三分之一用於營建自己的陵墓。諸侯王也傚法，生前投巨資和勞力修築陰宅。南越國前兩代王在位時也慕效帝王行事。墓葬構築在離山頂約20米的的山腹深處，按挖豎穴和橫向掏洞的方法構建，開挖墓室，估計需鑿岩石3000立方，然後回填，足見工程規模相當浩大。
 墓室的石料來源
 
    南越王墓所處的象崗山主體屬陸海碎屑沉積岩，與墓室建築所用的紅砂岩不同，說明建墓並未就地取材。經地質部門鑒定，建墓用的750塊紅砂岩石材是從距廣州20海里的蓮花山水路運來。墓門和頂蓋石的石料與廣州北部的飛鵝嶺極為相似。
西漢帝王陵墓目前均未發掘，已發掘的四十餘座諸侯王墓，僅有河北滿城中山靖王劉勝夫婦墓、山東濟北王墓和廣州西漢南越王墓沒被盜掘。滿城漢墓在發現時隨葬品曾被搬動，而南越王墓從未被盜擾，其科研價值不言而喻。已發現的諸侯王墓大多位於中原地區，僅有南越王墓地處邊遠的南陲，這一發現有利於探索中原與邊遠地區漢代諸侯王墓在喪葬禮儀上的統一性和特殊性，有利於全面認識漢代墓葬方式和喪葬觀念上發生的大轉變。此次發現，對研究南越王墓的形制、結構以及南越國的喪葬習俗提供了不可多得的寶貴資料，並為尋找南越國第一代王趙佗的陵墓提供了線索。通過對墓葬所用材料的調查和科學鑒定，解決了蓮花山古採石場懸而未決的開採歷史問題，將開採歷史由過去認為的明代，推至西漢前期，提前了大約1500年。此墓未被盜掘，完整地將二千年前的文化信息，展示給今人，墓中的15個殉人及出土的1000多件（組）珍貴隨葬品，對於研究秦漢時期廣州地區以至整個嶺南地區經濟、政治、文化的發展，漢、越文化的交流和融合，具有重大的歷史、科學、藝術價值，是嶺南地區漢代考古的斷代標尺。