歷史上明城牆全長25公里，始建於明永樂17年(公元1419年)，距今已有590多年的歷史。現存的崇文門至城東南角樓一線的城牆遺址全長1.5公里，是原北京內城城垣的組成部分，是僅存的一段，也是北京城的標誌。
其城東南角樓是全國僅存的規模最大的城垣轉角角樓，始建於明代正統元年(公元1436年)，是全國重點文物保護單位。
明城牆只保留正陽門、正陽門箭樓、德勝門箭樓、東南城角樓、內城的南城垣和西城垣殘段。明代北京內城垣的前身是元大都城垣。
元大都城垣周長60裡，設城門ll座，城垣全部是板築夯土牆，高12米，寬31米。明洪武元年(1368)，徐達在修整元北城垣的同時，在距北城垣以南3公里的地方，加修了一道新的城垣，新建北城垣的西端正值長河的河床，故將城垣改道，自德勝門以西起，城垣即向南偏斜。造成北京內城西北缺一角。
新建的北城牆較內城其他三面的城垣高且寬，高4丈多，頂寬5丈，而其他三面則高3丈餘，頂闊2丈。南城垣是在東、西長安街一線上，永樂十七年(1419)，因修皇城營建大內，為把五府六部都擺在皇城前面，便將南城垣向南拓展約O.8公里，即今天的南二環路。明正統元年(1436)修築了九門的城樓。
經過修整過的城門，不僅建築了城樓，門外還設立了箭樓、甕城，並在城垣的四角設立了角樓。除正陽門箭樓設門外，其餘均不設門。除正陽門甕城闢門兩座外，均於甕城內側闢門一座。此外，又把護城壕加深，有些地方還用磚石壘砌。
九門的外面，原來是木橋通渡，全部改成石橋，並設立了水閘。為加固城垣，從洪武年間起就在城垣的外壁加一層城磚。這項工程，一直延續到正統年間，才將城垣的內外壁全部用磚包砌。
新建的內城垣周長約25公里，平面呈東西略長的長方形。整個城牆內外壁均下石上磚，內為土心，牆體高約11.36米，雉堞高約1.8米，通高約13.2米餘，牆底層寬約19.84米，城垣頂部寬約16米。城垣外側周築"馬面"，城垣上內側築宇牆。嘉靖三十二年(1553)，兵部尚書聶豹等聯名提出修築外城。
先修城的南側，用半年時間即告竣工，從而使北京城垣的形狀變成凸字形。外城以內城南端東西兩側為起點，寬於內城一里餘圍起內城的南端。
外城的北端為凸字形的兩肩，兩肩各設有一門，東為東便門，西為西便門，均北向。共設城門7座，除2座便門外，其餘5座皆為皇帝命名。
每座樓門各設單簷門樓1座，各門皆築甕城，其門闢於正中，與城門相對。城垣四角各設角樓1座，東西便門各設水關1座，皆為三孔洞，內外護以鐵柵。
外城垣周長約28裡，內外壁均為下石上磚，牆內為土心，牆體高約6.4米，雉堞高約1.28米，城牆通高約7.68米，城垣下寬約6.4米，上寬約4.48米。 明代修築的城垣，內城東、西城垣大部分是在元故城垣的基礎上修築而成的，其他部分都是重新修築的。前者一般是在夯土上進行包磚灌漿而成。
新建城垣牆體夯土層的下面、在深達5米左右的流沙層中，橫豎排列著l5層原木料，每層約達60-70根不等，每根長約6-8米左右，直徑在20-30釐米之間，絕大部分是紅松和黃花松，木料之間都用大扒釘釘死，連接成一牢固整體。夯土層上面還鋪有三合土。在牆體外壁包砌大城磚的裡面還砌一層小城磚，城磚的下面均墊砌三層襯基石，外部基石露出地表一層，內部基石露出地表二層。
城牆頂部海墁一層大城磚。明代北京內外城共有城門16座，內城9座、外城7座，內城的城門大多是根據元代古城門改建而成的。門樓均朱楹丹壁、封簷列脊、灰筒瓦綠剪邊，三層簷歇山重樓式建築。
除正陽門樓為面闊七間外，其餘八門皆面闊五間。通高在30-40米之間。外城的城門樓稍低一等，為單簷歇山式建築，且面闊3間，通高ll米左右，甕城位於城門以外，將城門、城垣、箭樓、甕城門等聯繫起來，形成一個堅固的防禦整體。其上建有雉堞、宇牆。
內城甕城與城門相對之垣牆正中皆築箭樓一座，為重簷歇山頂，高30餘米，樓左右3面牆體各闢箭孔，角樓位於城牆轉角的結合部。北京城的內外城樓垣四角都建有角樓。角樓全稱應為城垣角箭樓，為重簷山頂，平面呈曲尺形，兩闊面與兩窄面牆體上分別闢有4層箭孔，闊面每面56個窄面16個，每座角樓有箭孔144個。外城角樓形體較內城要小，共有箭孔20個。馬面是宋代的叫法，明清稱之為城垛，是凸出城垣外側的墩臺。
其高度與城垣相同。馬面的尺寸一般在14-15米長、寬為13米左右。又有一種稱為大馬面的墩臺，其尺寸為長20米、寬35米左右。馬面間的距離不等。馬面的後面城垣上都建有硬山頂鋪房，面闊3間，進深l間，是供守城士兵休息或堆放武器等物之用。
另外在城垣的內側還建有可供上下的馬道，內城計有9對城門馬道、4對角城馬道、14對城垣馬道，總計27對馬道共54條。城垣外側建有齒狀雉堞，起盾牌作用。城垣內側建有字牆，清代城垣沒有變動。1949年後城牆逐段拆除，並在原址基礎上建為二環路，路下為環線地鐵。
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