明西安城的城門非常堅固，門扇用厚達0.16米的木板製成，一扇城門重達3.19噸。門扇上下橫匝著9道寬0.15米，厚0.23米的鐵條用來加固，每兩道鐵條的間隔處，釘有180枚四棱攢頂的鐵蘑菇針。整個門扇上共有1800枚鐵蘑菇針。
這樣密集的釘群，擠密了門扇的木材，增加了門扇剛度，使箭矢無法射入。有的城門還在門扇後的城門洞內，設置了拒馬樁、陷馬坑、鐵蒺藜等，進一步阻擋敵人進攻。
西安城牆現在的西安城牆共有城門18個，除明代在東、西、南、北有長樂門、安定門、永寧門、安遠門外，還可以看到勿幕門、朱雀門、含光門、玉祥門、中山門、尚德門、建國門、和平門、文昌門等，細數這些城門的名稱來曆，也從一個側麵反映了古城的沉浮盛衰。
4.閘樓 為了提高城門防禦的保險係數，城門實際上由三重組成，即閘樓、箭樓和正樓。
閘樓在最外，它的作用是升降吊橋，也叫“闕樓”或“樵樓”。象征門闕，兼用作打更。閘樓三麵有城牆與主城牆相連，形成一個半月形的立體空間，叫“羊馬城”。
敵人即使攻入閘樓城門，也好似進入甕內，會受到來自四麵居高臨下的攻擊，因此樓下這一空間也叫“甕城”。
5.箭樓 箭樓在正中，正麵和兩側都有窗戶，供射箭用。箭樓與箭樓之間用圍牆連接起來的也叫“甕城”，甕城內可屯兵。
無論敵人進入第一甕城還是第二甕城，箭樓均可發揮攻擊作用。
6.正樓 正樓在最裏，正樓上麵的城樓是城門的主題建築。城樓距地麵高約32米，長43.2米，三重飛簷，四角高翹，回廊環繞，莊重穩健，是主將鎮守指揮的所在。
7.馬麵 城牆外側，每隔120米有一個突出於城牆主體之外，寬20米，長12米的墩台，俗稱“馬麵”。
西安城牆整個城牆上共有馬麵98座。之所以稱為馬麵，據說是明代將城牆修築的這種結構，形象地認為是由98匹馬組成的軍陣，98座墩台猶如昂首挺立的駿馬，所以將馬頭的位置叫作馬麵。
據記載，明西安城牆上1982年實測隻有91座馬麵，經修複現有93座。每座相距120米，寬度為15米至24米之間，向城牆外突出。
8.敵樓 馬麵上麵的建築就是敵樓，供士兵避風雨和儲備物資。兩個馬麵之間相距120米，正好形成一個立體交叉射擊區域。也正是弓、弩、箭等古代遠射程冷兵器的有效殺傷射程。而它的一麵為60米，為“一箭之遙”。這樣的布局便於從側麵射殺攻城的敵人。
9.垛牆 城牆上外側有矮雉，又稱“垛牆”，整個西安城牆共有5984個矮雉。
垛牆上有垛口和方孔，可供射箭和瞭望。內側的矮牆稱為“女兒牆”，牆高一米，沒有垛口，它的作用是為了防止士兵行走時墜入牆下。
10.角樓 在西安城牆四角各有一座城樓叫“角樓”，在這四個角樓中，唯獨西南角的角樓是圓形的，其他三個角都是直角，這就又成了西安城牆的一大特色。
11.馬道 在箭樓與正樓形成的甕城中，有同向城頭的馬道。緩上沒有台階，便於戰馬上下。全城共建有登城馬道11處，登城馬道底部道口的門是朱漆的，俗稱“大紅門”。
在戰爭期間，這裏是調兵遣將的咽喉要道，必須保證暢通無阻。為防敵人奸細混入城牆守衛部隊中，登城馬道戒備嚴密，不許閑雜人等靠近逗留。等到軍中禁夜炮響後，鐵門便緊鎖了。
此外，西安城牆的排水係統也是非常科學的，原城牆頂部外沿高而中間低，由兩邊外側向中線傾斜6度，每隔40米至60米，在內側開一排水口，水口下接一個附貼在內城牆上的豎排水槽，槽底吐水口下設滴水池。
即使是下暴雨，雨水也能彙集於城頭中線，並從水口沿水槽迅速排下。同時，城頭地麵向中線傾斜也具有安全感。
明代西安城牆曾是一個龐大而精密的軍事防禦體係，顯示了我國古代勞動人民的聰明才智，它以悠久的曆史，偉岸的雄姿，神秘的色彩吸引了八方遊客，也為我國曆史專家們研究明代的曆史、軍事和建築等提供了不可多得的實物資料。