全诗按思想感情的脉络，可以分成九段。
第一段是总起，交代远游的原因。基调是开头两句：“悲时俗之迫阨兮，愿轻举而远游。”对恶浊朝廷的迫害充满悲愤，只得去远游了。到哪里远游呢？“托乘而上浮”，去的是天上，是人们所崇仰的神仙世界。
第二段写远游者的心境，反覆吟咏“心愁凄而增悲”、“求正气之所由”，定下全诗感情基调：悲愤的追求和坚定的信念。到四方远游的宁静环境，和诗人关怀现实的热烈内心，形成一对矛盾，从而引导下文诗人情绪的多变反覆。
第三段提出一系列的仙人：赤松子、傅说、韩众等，作为追慕的对象，“贵真人之休德兮，美往世之登仙”。不过，诗人内心仍然隐隐作痛：他忘却不了故乡，忘却不了世俗社会。难道得道升天、腾云驾雾，就可以躲避小人们的迫害吗？诗人无法回答。诗人的怀疑，实际上是自己对远游复杂的心理表述。
第四段诗人的思绪又回到世俗社会，想到善良忠诚而遭朝廷迫害的情形，感到高阳帝时代清明的政治不会再出现，只好认真规划自己远游的行程了。第四段与第三段在内涵上相对。第三段写上天游玩却怀念人间，第四段写人间受苦就向往上天遨游。天上人间，始终成为诗人心灵的两极，时左时右，使情绪澜翻不已。
第五段是对三、四段情绪的决断。一开头有“重曰”二字，先重重地下断语：“春秋忽其不淹兮，奚久留此故居？轩辕不可攀援兮，吾将从王乔而娱戏。”世俗社会不能再留恋了，还是去飞天遨游吧！向南、向南，先向南方游览。诗人决断去远游，又定下方向，至此，才是远游从思想落实到行动。那么，诗人向谁请教远游的道理呢？第一位远游导师，便是王子乔。定了信念，请教仙人，远游便确定无疑了。
第六段是仙人王子乔的话。诗人把仙人的话，用富有节奏的文字记录下来，实质上是通过王子乔的话，表达自己对远游的体会：既然现世已无有道贤君，那么，上天悟道就是成仙立德了。古人说，人生三项不朽的事业是立德、立言、立功，立德是最重要的。既然在人间不能再立德，成仙修行便是最佳道路了。王子乔的话，诗人的领悟，都集中在做一个有道德的人这一点上，可见诗人仍未忘情于世：人间的道德规范永远深烙在他心中。
第七段写诗人远游的第一站：上天宫参观。上天之前，诗人吸取天之精气，神旺体健，然后乘云上天，进入天宫之门，游览清都等天帝的宫殿。古时说天帝宫殿在天的中央，诗人升天后先到天中央，作为出发的基点，可见在他心灵深处，仍然有一个天帝，那是人间君王在天界的投影。隐约之间，人们感到屈原离开楚国都城远游，心中时刻忘不了人间的君王。
第八段，写诗人远游的第二站：游览天上的东方与西方。先是游东方。诗人出游的队伍不是三两什役，而是一大队龙神卫护，八龙驾车，风伯、雨师、雷公做侍卫，真是威风八面、气势威严。拜会过东方太皓天帝和西方金神蓐收之后，诗人有点飘飘然了，享受到得道成仙的乐趣。但是，从高空下视。瞥见故乡，心中不禁隐隐作痛。该怎么办呢？决定再向南游，希望找到舜帝一诉衷肠。这一段写出游队伍的庞大神奇，既有大胆热烈的想像，又有丰富具体的铺陈，使出游的行列成为神仙世界的展览，渲染出成仙得道的快乐气氛。
第九段是全诗的结束，又可分两个层决。第一层写游览南方和北方，拜会南方之神祝融和北方之神颛顼，都深受教益。游南方北方的描写，比游东方西方简单一些，因为同样一支队伍，不必重复描述。只是突出了南方的鸾迎宓妃、湘灵鼓瑟，以及北方的冰积寒冷。第二层概括游览东西南北四方天空大地，感悟到人间应该有一个新的世界，那便是超越儒家的教化，使人与天地元气相一致，天、地、人和谐共处。这样，即使不离开人间远游，也能感受到生命的快乐了。
《远游》一诗，写的是想像中的天上远游，表达的是现实人间的理想追求。诗中出现了大量的神仙怪异之物，先后有太皓、西皇、颛顼等四方上帝。有雷神丰隆、木神句芒、风神飞廉、金神蓐收、火神祝融、洛神宓妃、湘水之神湘灵、海神海若、河神冯夷、水神玄冥、造化之神黔瀛等各类正神，有玄武星、文昌星等星官，有赤松子、傅说、韩众、王乔等仙人，有八龙、凤凰、鸾鸟、玄螭、虫象等神话动物，有汤谷、阊阖、太微、旬始、清都、太仪、微闾、寒门、清源等神话地名，迷离惝怳，令人目不暇接，心驰神摇。这正是战国时代民间传说与原始宗教交叉的产物，反映出楚文化富于想像的特色，显示了诗人吸取民间文艺素材进行诗歌创作的艺术视野，和操纵开合运用自如的创作能力。这位伟大的诗人的诗歌为人们保存了大量的古代神话素材，成为后代文学艺术创作的重要借鉴依据。