Las sucesivas ampliaciones arquitectónicas del Templo Mayor de Tenochtitlan respondieron a factores de inestabilidad geológica y fenómenos hidrológicos extremos, más allá de los motivos político-militares tradicionales. Registros arqueológicos detallados confirman que la estructura piramidal experimentó un total de siete etapas constructivas mayores debido al hundimiento paulatino del suelo lacustre y a las recurrentes inundaciones que afectaban al islote. Este patrón de edificación sobre capas previas permitió a los ingenieros mexicas mantener la funcionalidad del recinto sagrado frente al entorno dinámico de la cuenca de México.
Los especialistas que operan en el área arqueológica central de la Ciudad de México han identificado que la Etapa I es la única de la cual no subsiste ningún rastro material verificable en el subsuelo. Esta ausencia se atribuye a la degradación de los materiales primarios perecederos utilizados durante la fundación del asentamiento y a la presión ejercida por las toneladas de piedra de las fases posteriores. El registro físico continuo de la evolución monumental del edificio comienza formalmente a partir de los vestigios correspondientes a la segunda fase.
La Etapa II se asocia directamente con los periodos de gobierno de los tres primeros tlatoanis de Tenochtitlan, abarcando cronológicamente desde el año 1376 hasta el año 1427. De este periodo específico, las excavaciones han rescatado los dos adoratorios originales que coronaban la cúspide de la primera pirámide formal, dedicados de manera simétrica a las deidades Tláloc y Huitzilopochtli. El hallazgo de estos elementos gemelos proporciona el primer parámetro métrico de la escala inicial de la arquitectura religiosa mexica.
El crecimiento volumétrico significativo de la estructura inició durante la Etapa III, bajo el mandato del tlatoani Itzcóatl, en el periodo comprendido entre 1427 y 1440. Este incremento en la masa del edificio coincidió con la consolidación política de la Triple Alianza y la necesidad de elevar la plataforma principal por encima de los niveles de agua registrados en las temporadas de lluvia. La escala monumental volvió a multiplicarse durante la Etapa IVa, que corresponde al reinado de Moctezuma I entre 1440 y 1469.
La fisonomía del recinto sagrado continuó su modificación estructural en la Etapa IVb, fechada durante el mandato de Axayácatl de 1469 a 1481, mediante una ampliación concentrada en la fachada principal orientada hacia el poniente. Posteriormente, en la Etapa V, correspondiente al breve gobierno de Tízoc entre 1481 y 1486, la actividad constructiva se desplazó hacia el flanco norte con la edificación de la estructura conocida como la Casa de las Águilas. El penúltimo esfuerzo masivo ocurrió en la Etapa VI, bajo Ahuízotl (1486-1502), cuando se ejecutó una expansión perimetral total que cubrió las cuatro fachadas del conjunto.
La Etapa VII, que corresponde al periodo de gobierno de Moctezuma II entre 1502 y 1520, presenta una paradoja estadística para los arqueólogos contemporáneos al ser la fase de la que se conservan menos vestigios materiales directos en el sitio. Los reportes técnicos señalan que los bloques de piedra labrada pertenecientes a esta última etapa constructiva se encontraban en la superficie exterior al momento del contacto militar con las fuerzas europeas. Esto facilitó su desmontaje y reutilización inmediata para la cimentación de la nueva traza urbana española.
El análisis de los materiales extraídos en las últimas décadas confirma que cada sobreposición arquitectónica resolvió de manera temporal los problemas de compactación diferencial que afectaban a los muros de carga. Al rellenar los espacios antiguos con toneladas de tezontle y basalto, los constructores prehispánicos creaban una nueva base de sustentación que compensaba los centímetros perdidos por el hundimiento del suelo en el lodo del lago. La estratigrafía final del Templo Mayor funciona como un registro histórico de las respuestas tecnológicas ante la geodinámica local.