南京城的城墙高度一般在14米到21米之间城基的宽度为14米左右顶部的宽度在4米到9米之间.大部分的城墙都先用花岗岩或石灰岩的条石做基础上面再用大砖垒砌内外两壁和顶部内外壁之间常用碎砖砾石和黄土层层夯实.城墙顶部和内外两壁的砖缝里都浇灌一种"夹浆".这种夹浆用石灰糯米汁(或高粱汁)或再加桐油掺和而成凝固后粘着力很强使城墙能够经久不坏.墙顶用砖铺成地面并砌成"雉堞"(指城墙顶部靠外一侧的锯齿状矮墙)并有石制的泄水槽以排出雨水.城基部分每隔一定距离也设有排水洞将城墙内侧的积水排出城外.因此南京城的基础工程和防护工程都是比较牢固的故能屹立至今600多年之久.城墙现存21.35公里仍然是我国最大的一座砖城并被定为全国重点文物保护单位.
现存南京明城墙为应天府城即京城城门计有13座水关两座.城墙上还有垛口13616个窝铺200座以供军事防守之用.在城的中央还建有钟楼和鼓楼.
这13座城门的上部都建有高耸的城楼而以聚宝门最为雄伟.聚宝三山和通济三座城门各有城墙四道每两道之间的空间称为"瓮城"可作为战时的防守之用.聚宝门是这些城门中最坚固的一个城楼以下部分基本保存完整而且有所谓"藏军洞"的特殊设施."藏军洞"实际上就是里端封闭的砖券门洞在战时可供兵士休息和用来存放军事物资.这种"藏军洞"在聚宝门最南一道的城墙上计有两层共13个左右两侧的城墙下部又各有7个加起来有27个.据说每洞可容纳兵士100人以上共可藏兵达3000人以上.这种设施在我国古代的其他大城中是极为少见的.每座城门都有内外两道门外面一道是从城头上放下来的"千斤闸"具有坚固的防御作用;里面一道则是木质再加铁皮做成的两扇大门.在平时行人车马都从城门洞里通过.
南京明城墙的防排水系统科学适用功能包括城垣自身防排水和对城区的防排水两部分.城墙填层上部采用桐油石灰黄工拌合的灰浆封顶夯实厚约1 - 2米在其上面和沿墙体两侧直至墙根用灰浆砌筑5 - 10余层城砖;墙体顶面设置了石质排水明沟在其明沟约50米距离设置石质出水槽将水排出墙体.城区的防排水系统主要是利用城墙底部设置的水关涵闸.在秦淮河出入口处分别建有东水关和西水关水关设有闸门3道前后2道为木闸门中间设铁栅门以防潜水入城之敌.东水关内侧还设有33座瓮洞分为3层(上面两层为藏兵洞)下层(中洞可通船)通水.此外还设有金川河闸玄武湖的"通心水坝"(即武庙闸)前湖的半山园闸与琵琶湖的琵琶闸等多处涵闸.这些涵闸设有铜铁管和铜水闸只能进水不可进人设计巧妙结构合理.