墙体“三合土”夯填，墙表包砖，高约14米，比西安古城墙高2米，最宽处16．6米，比南京古城墙最宽处还宽6．6米。城墙上有62座门搂、角楼、望楼。城门楼四座，其中南门城楼最雄壮，为三层重楼，面宽61米，进深23．35米。城墙四角雄峙着四座角楼，尤以西北角楼最杰，呈八角形，称为乾楼。54座望楼中以洪字楼为望楼之最，为其他古城墙中少有。同时还建有96座窝铺。在距墙约40米处，修有护城河，宽10米，深5米。四门外有瓮城，建筑面积约为17600平方米。瓮城外又筑有月城，将瓮城圈在其中，辟有城门。这样，出入大同城须经三道门卡。各门上还建“箭楼”或二层“匾楼”。