殿试是古代科举考试中的最高、最后一级考试，古代读书人要真正获得进士名位，必须参加终极考试——殿试。
殿试的时间在不同朝代有所变化。北宋时一般于三月举行；南宋中期改为四月，后期又延至五月。元代殿试为会试之后的三月七日。明初定为三月初一日；宪宗成化八年后，改为三月十五日。清初殿试为四月初一日；至乾隆十年，改为四月二十六日；乾隆二十六年，又改为四月二十一日，遂为定制。
殿试的场所在不同朝代也有所不同。北宋前期殿试在讲武殿（太宗后改名为崇政殿）举行，神宗后改为集英殿。元代殿试在翰林国史院。明初殿试在奉天殿；迁都北京之后，改为皇极殿。清初殿试在天安门外；顺治十五年改在太和殿前丹墀之上，如遇风雨，则移于太和殿东西两庑；乾隆五十四年改在保和殿内，遂为定制。
雍正元年十月，考生来到紫禁城参加考试，适逢天气寒冷无比，皇帝特许考生到太和殿内两旁进行考试，并谕令宫内的总管太监在考场里多摆放火炉，保证殿内温暖。这就是在殿内考试的开端。乾隆五十四年，皇帝谕令考生以后就在保和殿内参加考试，同时允许考生自带考具，之后在保和殿内考试便成为定制。保和殿不仅是殿试的场所，也是元旦等节日皇帝宴请亲王、藩属的地方。
明清殿试合格进士分为三甲，第一甲三名，赐进士及第；第二甲若干名，赐进士出身；第三甲若干名，赐同进士出身。殿试进士前三人，宋代即称之为状元、榜眼、探花，但直至南宋末年，仍有称殿试前三名均为“状元”者。明代以后，才正式规定殿试第一甲三人，赐进士及第，依次称为状元、榜眼、探花。
殿试题目最初由内阁大学士提前数日拟定，为了便于皇帝选择，一般会准备多道题目。呈交皇帝后，由皇帝最终决定选取哪个题目。
但这一方式存在弊端，经常出现殿试之前考题泄露问题。后来便改为由读卷大臣在殿试前一天秘密拟定题目，呈交皇帝钦定后，立即刊刻印刷。刊印场所由护军看守，严防试题泄露。直至殿试当天凌晨，试卷才印刷完毕。试卷上的试题是一道策问，题目取自四书五经中的某句话。殿试考生要根据自己掌握的儒学经典，结合朝廷的实际情况和问题，采用八股文结构，用自己的观点来进行分析和论述。
交上来的试卷被迅速送往保和殿东侧的中左门，在那里有弥封官等待封装试卷。古时封装试卷也与现代考试封卷类似，要盖住考生的名字，之后将试卷装入固定的箱子里，护送至专门阅卷的场所——午门内朝房。在这里，等候多时的读卷大臣要花费两晚一天的时间来阅卷。读卷大臣由皇帝钦点，阅卷为全封闭式，阅卷人员不得出宫。一般情况下，皇帝都认可阅卷大臣拟定的名次。皇帝钦定名次后，试卷得以拆开弥封。
极为特殊的情况下，皇帝在拆开弥封后，可能进行名次更改。据史料记载，状元的名字十分重要，明成祖就曾因名字好坏更改状元人选。之后，明清两代历任皇帝都对状元的名字十分重视，如果考生名字的读音、字形等犯忌讳，或者不够雅致，或者入不了皇帝的“慧眼”等，都有可能与状元失之交臂。