ดวงตราเป็นรูปวงกลมมีขอบ ข้างบนระบุข้อความว่า "เทศบาลเมืองอโยธยา" และมีกิ่งใบโพธิ์ปรกลงมา ตรงกลางเป็นรูปวิหารและพระปรางค์ 3 องค์ ส่วนขอบข้างล่างเป็นรูปกำแพงเมือง และระบุข้อความว่า "จังหวัดพระนครศรีอยุธยา" การกำหนดตราเทศบาลแบบนี้ เนื่องจากเขตเทศบาลเมืองอโยธยามีประวัติความเป็นมาว่า เป็นที่ตั้งเมืองอโยธยาในสมัยที่กรุงศรีอยุธยาเป็นราชธานีของประเทศไทย และในสมัยนั้น มีการสร้างวัดวาอารามขึ้นมากมายซึ่งยังคงมีอยู่ในปัจจุบันนี้

รูปวิหารและพระปรางค์ 3 องค์ เป็นสัญลักษณ์แสดงความหมายทางประวัติศาสตร์ ความเจริญรุ่งเรือง และความสมบูรณ์ สำหรับกิ่งใบโพธิ์ที่ปรกลงมา เป็นตราสัญลักษณ์ของความร่มเย็นเป็นสุข ส่วนกำแพงเมือง เป็นสัญลักษณ์ของความเป็นระเบียบเรียบร้อยในเขตเมืองอโยธยา