大同古城墙修建于明洪武五年，外廓像齿轮一样，城墩凸出，梯形结构，为大同城墙设防的特殊造型。现存的古城墙是明洪武五年（1372），大将军徐达镇守大同时，于汉、魏、唐、辽、元旧城基础上增筑的，周长7.24公里，古城面积达3.28平方公里。城墙一律以规整有制的石条、石板、石方为基，用“三合土”夯成，外包青砖。城墙高14米，上宽12米，下宽18米6．6米。城墙上有62座门搂、角楼、望楼。城门楼四座，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，呈八角形，称为乾楼。

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”。城设四门，东曰和阳，南曰永泰，西曰清远，北曰武定。墙体上的望楼、角楼、城楼、箭楼间隔而立。护城河吊桥、瓮城、月城、关城、耳城重关叠嶂。