修筑长城的初衷是为了防御和守望。因此长城的布局和构造都是从这一目的出发的。
从长城的布局来说，虽然她绵延万里好像是一条线，但并不是一条孤立的线，而是一个设置精密的防御网络体系。她首先起着阻挡敌人的作用，同时还要与周围的防御工事、政权机构以至统治中心都紧密相连，以明长城为例，她的建筑与防御体系布局就是十分相适应的。
明长城军事防御体系大致由七部分组成：一是中央政权的军事机关“兵部”奉皇帝之命掌管长城沿线以及全国的军事。作战时由兵部尚书出任总督军务，或另派大臣总督军务，有时皇帝还亲自出征。这一机构既住在首都城内，皇帝身边，又在长城沿线设立军事管理区“镇”。镇里设镇守，指挥本镇所辖长城沿线的兵马，平时守卫本镇长城，有情况时受兵部或皇帝所派大臣的指挥，去救援其他镇。每镇的兵员大约在10万人左右，镇的总兵驻地大多在长城沿线较大的镇。三是有些镇在总兵之下又按实际情况分设几“路”防守。“路”的军事头目一般以守备任之，所住地点大多在重要的关城地点。如山海关路就驻在山海关城内，管辖附近十几处关隘。四是设“关城”和“隘口”。这是长城线上的重要据点，管辖附近一段长城的巡防，并支援相邻关隘的防务。重要关口设守备把守，次要关口设千总把守。守备兵额无定员，据文献载，山海关、居庸关、嘉峪关守备所辖兵员均在数百人至千人上下。五是设“堡”或“小城”。这是长城防线上的基本单位。有沿长城的堡，还有长城内外纵深排列的堡。
堡内有烽火设备，并驻有守兵，设百总或把总把守。守兵数目均在形数十至百人不定。六是设“烟墩”或“墩台”，也叫做“烽火台”，是专门用来显示传递军情的。台上有较少的守兵。七是设“敌台”或“敌楼”即跨建在长城城墙上的台子，上面可住人巡逻、眺望和打击来犯的敌人。
长城的建筑，则与上述七种长城防御系统的军事力量配置相辅相成，联为一体，由长城城墙、墙台、敌台、烽火台、关、塞、隘、口等组成。
城墙是长城的主要建筑工程。历代长城城墙的建筑形式、方法、结构都不完全相同。就是一个朝代的城墙也往往因地制宜，呈现不同特点。以现存比较完整的明长城为例，城墙平均高七八米，凡是山冈陡峭的地方，城墙低至三五米，地势平缓的地方城墙则高一些。城墙内低外高，目的是为了阻止敌人，掩护自己。城墙墙基平均6.5米宽，顶部只有5．8米，断面上小下大呈梯形，使之稳固不易倒塌。在墙身里侧的一面，每隔不多远就有一个券门。券门内有砖或石梯通到城墙顶上，守城士兵可由此上下，城墙墙身用整齐的条石砌成，内部填满石块和灰土，非常坚实。城墙墙顶，用三四层砖铺砌而成。面上一层用方砖铺砌，上面二三层用条砖铺砌，砖缝用纯白石灰砌严，使野草难以生根滋长。十分陡峭的地方，墙就砌成梯道形，以便上下。城墙上宽约4．5米左右，可容5马并骑，10人并行。墙顶靠里的一面，用砖砌成高约1米多的宇墙(或叫女墙)。在靠外侧的一面用砖砌成高约2米的垛口(即雉堞)。每个垛口的上部有一个小口叫做了望口。垛口的下部有一个小洞，为射眼。城墙墙面上还有排水沟，以保护墙身。排水沟外有一个长长的石槽伸出墙外，为吐水嘴，以防雨水冲刷墙身。除上述城墙构造外，据调查东北的辽东长城有用板筑的夯土墙，有利用自然地形在山脊上砌的石墙，有用石块垒砌的石垛墙，有利用山势人工劈凿的劈山墙，有用柞木编制的木栅墙等。在嘉峪关还有利用山崖设立木榨的崖榨墙和利用地形挖成深沟放水灌满以代替城墙的边壕。玉门关长城则用红柳枝条与芦苇层层铺砂石筑成城墙。
墙台、敌台，就是长城城墙上隔不多远就有一个突出墙外的台子。墙台台面与城墙底部高低差不多，只是凸出一部分在墙外，外侧砌有垛口。这种墙台在作战时作用很大。假如没有突出的墙台，在敌人兵临城下的时候，城上守兵就不便瞄准射击，特别是不便从侧面射击登城的敌人，这种墙台是平时守城士卒巡逻放哨的地方。敌台则是骑墙墩台，高出城墙之上。守城士卒可居住在里面，并储存武器、弹药。这种敌台是明朝名将戚继光所创。
所谓烽火台，也称做烽燧，烽堠、烽台、烟墩、墩台、狼烟台、亭、燧等，汉代称做亭、燧，唐宋称作烽台，明朝称做烟墩、墩台等。是利用烽火、烟气以显示传递军情的建筑。如遇有敌情，白天燃烟，夜间放火。烽火台的形式是一个独立的高台子，台子上有守望房屋和燃烟放火的设备，台子下面有士卒居住守卫的房屋和羊马圈、仓房等。台子的建筑材料和结构与长城一样，有土夯的，有石块砌的等。烽火台的位置大约有4种：一是在长城的两侧，紧靠长城的；二是在长城以外向远处伸展的；三是在长城以内向王朝首都联系的；四是与相邻的郡县、关隘、军事辖区相联系的。每台之间大约相隔10里左右，选择易于互相了望的高岗、丘阜上建之。
关于城、堡、障、堠，古代文献中有时也称“城障”、“严堠”的。这些防御建筑物大都建筑在长城内外，有的沿长城，也有的离长城很远。它们的作用是住兵防守。这里所说的城，是指与长城相关联的防御性的城，不是州、郡、县城的城。障，也是一种小城。障与城的区别主要是规模上的差别，城内有居民，而障内只住官兵。障的大小差别不大，形式也较划一。也有城和障结合在一起的，既住官兵，又住居民。城障与烽火台有区别，也有联系。一为驻防，二也为通讯联系。内蒙古自治区境内发现的4座障城遗址，就大小相似，形制相同，均为边长450米的正方形，只有一面开门，障城的四角筑有墙台。堠，则是一种用来守望的建筑，它与烽火台有密切联系。它是了望报信的岗哨，建筑较简易，与烽火台配合使用。堡，也是用来驻防的。堡往往有城墙围绕，也称作城堡。堡内也有住居民的。有些堡内就有烽火台，把驻防与通讯结合起来。在长城沿线常有5里一墩、10里一堡的说法。明长城沿线的城多与关、口相结合。
关、塞、隘、口中的关在古代文献中总是与山、河、海等自然形势结合，也有时把塞、隘、口并称为“关塞”“关隘”“关口”。关，原指门上的栓，用来关闭门户之物；塞，是堵塞之物；隘，是狭窄之处；口，是出入的通路。这都是指军事要地，防御重点。长城的关、塞、隘、口多的难以计数，它们平时是出入长城的要道，战时则是防守的重点。
正因为长城在修建中有效地利用了这些要道和重点，因而长城在政治、军事上的历史作用才愈加显着。
从长城的长度、构造、布局，我们可以清楚地看出，这一浩大工程，的确是人类古代军事工程的奇迹。日月轮回，沧海桑田，两千多年过去了。但今天，我们从古长城的多处遗址中，仍可饱览她的雄风。如号称万里长城第一关的山海关；被古人誉为“绝险”的居庸关、八达岭，历史上重要军事要塞嘉峪关以及雁门关、金山岭、慕田峪、司马台、九门口、黄崖关、玉门关、阳关等等，都以其位置的险要，建筑的精到而名扬中外。