作者于文宗大和三年至五年（公元829年-公元831年）学仙玉阳山，与女冠（或即宋华阳氏）有一段恋情，这组诗即写于这一时期。《碧城三首》反映的是唐代一些地位、身份特殊的年轻女子的生活。她们身居道观，本应遵守教规，超尘出世，但人性既难泯灭，又因出身高贵，道观建筑与门禁比较幽深隐秘，而管理却相对松驰，故在道教允许男女共处同修的条件下，发生恋爱情事的可能性大大增加。李商隐与女冠恋爱之迹，对此种生活不但熟悉，而且深有体会，诗中所写，是他的观察，更有他的思考乃至同情的忧虑。
七律组诗《碧城三首》是李商隐诗最难懂的篇章之一，历来众说纷纭。清代姚培谦认为是“君门难进之词”（《李义山诗集笺》）；朱彝尊谓，第三首末联的“武皇”，唐人常用来指玄宗，应是讽刺唐明皇和杨贵妃；纪昀认为三首都是寓言，然所寓之意则不甚可知；明代胡震亨则认为：“此似咏唐时贵主事。唐初公主多自请出家，与二教（指佛教、道教）人媟近。李商隐同时如文安、浔阳、平恩、邵阳、永嘉、永安、义昌、安康诸主，皆先後丐为道士，筑观在外。史即不言他丑，于防闲复行召入，颇著微词。”（《李义山诗集辑评》）程梦星、冯浩、张采田等均赞同此说，认为朱氏之说未免迂曲。其实，第三首末联云：“《武皇内传》分明在，莫道人间总不知。”两句讽刺意味非常明显；而“莫道”云云，又似非指明皇而言，因为他和杨贵妃的事，在唐代是人所共知的，李商隐之前，白居易的《长恨歌》、陈鸿的《长恨歌传》，早就明白写过；而且全诗三首的主人公都是女子，似以胡震亨说较为可信。
这是《碧城三首》的第一首，开头二字为题，与“无题”诗同类。此首以仙女喻入道的公主，从居处、服饰、日常生活等方面，写她们身虽入道，而尘心不断，情欲未除。首句“碧城十二曲阑干”写仙人居地。碧霞为城，重叠辉映，曲栏围护，雲气缭绕，写出天上仙宫的奇丽景象。次句“犀辟尘埃玉辟寒”写仙女们服饰的珍贵华美。接着写仙女的日常生活，第二联把仙女比作鸾鸟，说她们以鹤传书，这里的“书”，实指情书。鸾凤在古代诗文中常用来指男女情事，“阆苑”、“女床”亦与入道女冠关合。此联与首二句所写居处服饰及身份均极其高贵，应为贵家之女。第三联“星沉海底当窗见，雨过河源隔座看。”表面上是写仙女所见之景，实则紧接“传书”，暗写其由暮至朝的幽会。“星沉海底”，谓长夜将晓之际；雨脚能见，则必当晨曦已上之时。据宋代周密《癸辛杂识》引《荆楚岁时记》载，汉代张骞为寻河源，曾乘槎（木筏）直至天河，遇到织女和牵牛。又宋玉《高唐赋序》写巫山神女与楚怀王梦中相会，有“朝为行雲，暮为行雨”之句。可见，诗中“雨过河源”是兼用了上述两个典故，写仙女的佳期幽会事。因为仙女住在天上，所以星沉雨过，当窗可见，隔座能看，如在目前。末联“若是晓珠明又定，一生长对水晶盘。”上联隔座看雨，天色已明，情人将去，所以结联以“晓珠”紧接上文，意思是说，如果太阳明亮而且不动，永不降落，那将终无昏黑之时，仙女们只好一生清冷独居，无复幽会之乐了。反过来，如果昏夜不晓，即可长夜欢娱而无尽头。诗用否定前者，肯定後者的方法，表现仙女对幽会的留恋不舍，难舍情缘。此诗通篇都用隐喻，写得幽晦深曲。本来是写人间的入道公主，却假托为天上的仙女；本来是写幽期密约，表面却只是居处、服饰和周围的景物。诗人没有直截了当地把所要表达的意思说出，而是采用象征、暗示、双关、用典等表现方法，乍一读去，似觉恍惚迷离，难明所指。然而只要反复体味，仍能曲径通幽，捕捉到诗的旨趣。此诗想象极其丰富，把场景安排在天上，将道教传说和古代优美神话引入诗中，不但很好地表现了诗的主题，而且使诗显得极其瑰伟奇丽。尤其是第三联，设想之新奇，景象之壮美，用典之巧妙，词意之幽深，达到了很高的造诣。