Verdedigingswerken. Van de oudste, vroeg-13de-eeuwse, ommuring zijn op verschillende plaatsen in de stad restanten aangetroffen.
In het pand Kolperstraat 23 heeft men bijvoorbeeld een stuk stadsmuur als bouwmuur gebruikt. De gekanteelde muur een van de oudste van Nederland werd op grondbogen gefundeerd en opgemetseld in baksteen afgewisseld met lagen tufsteen. Van de Leuvense poort, een van de vijf landpoorten, zijn het benedendeel van de zware ronde noordelijke toren en een stuk muurwerk met spaarbogen ingebouwd in het pand Hinthamerstraat 10. De gevel van dat huis kreeg in 1892 een gevelsteen van de hand van J. Schumaker met een afbeelding van de poort zoals men die zich toen voorstelde. Aan het eind van de Waterstraat zijn resten te zien van een waterpoort; een van de twee waterpoorten van de oudste ommuring die de zogeheten Marktstroom doorgang boden.
Van de uitleg tussen circa 1318 en 1352 zijn sterk gerestaureerde restanten van muren en torens te vinden langs de Buitenhaven, de Kasterenwal en de Noordwal. Aan de Hekellaan werden in 1971 de resten van de Beckerstoren opgegraven en geconsolideerd. De stadspoorten zijn alle gesloopt. Aan het uiteinde van de haven heeft men de restanten van een bastion voor de voormalige Boompoort gerestaureerd (1996). Eveneens in gerestaureerde vorm zijn nog de vroeg-16de-eeuwse ommuring van het Vughtereinde (Westwal, Parklaan) en het Hinthamereinde (Muntelwal, Oostwal) herkenbaar. Grote delen van de vestinggracht bleven bewaard aan de zuid- en de noordzijde; de Dommel vervulde die rol aan de westzijde.
Van de in de 16de en 17de eeuw tegen de oude stadsmuur aangelegde bastions zijn die aan de westzijde verdwenen; die aan de zuid- en oostzijde van de binnenstad zijn nog herkenbaar. Daar liggen van oost naar zuid de bastions St.-Antonie (1618-'19), Baselaar (1626) en Oranje (1634). De bastions Deuteren en Vught hebben plaats gemaakt voor het Wilhelminaplein, maar van het bastion Vught is het oostelijke deel nog wel zichtbaar. Op de bastions staan diverse 17de-, 18de- en 19de-eeuwse kanonnen opgesteld. Bijzonder is het kanon ‘Stuer ghewalt’ (stoer geweld) uit 1510 op bastion Oranje.
Het voorm. Kruithuis (Citadellaan 7) werd in 1617-'21 gebouwd, volgens een ontwerp van Jan van der Wege. Het gebouw stond toen in een minder dicht bebouwd deel van de binnenstad. De in natuursteen uitgevoerde rusticapoort wordt bekroond door een fronton en het wapen van de Generaliteit. Het zeshoekige bakstenen gebouw met omlopend zadeldak is opgetrokken rondom een binnenplaats. De kap van het gebouw is deels nog origineel.
Aan de stadszijde bevinden zich twee lage zeshoekige traptorens. Oorspronkelijk werden twee zijden van de zeshoekige binnenplaats ingenomen door galerijen, maar die zijn in 1742 dichtgebouwd. In dat jaar raakte het gebouw zijn taak als kruithuis kwijt. In 1769 dempte men de gracht. De vensters in de buitengevels werden rond 1888 aangebracht; toen heeft men ook de traptorens een meter verhoogd. Het Kruithuis is gerestaureerd in 1964 en in 1973-'75, waarbij onder andere een deel van de eerder weggebroken pijlers en bogen in het hoofdgebouw is hersteld.
Na 1742 heeft het gebouw verschillende functies gehad; nu is het in gebruik als museum. Het is het enige gaaf bewaarde voorbeeld in Nederland van een kruithuis uit het begin van de 17de eeuw.
De Citadel (Zuid-Willemsvaart 2), aan de noordzijde van de stadskern, werd in 1639 gebouwd in opdracht van de Staten-Generaal, waarschijnlijk naar ontwerp van ingenieur Bilderbeek. Enerzijds diende het ter verdediging van de stad, anderzijds moest het de grotendeels Spaansgezinde bevolking in het gareel houden, vanwaar de bijnaam ‘Papenbril’. Officiëler was de aanduiding ‘fort Willem Maria’; sedert de Franse tijd is de aanduiding ‘Citadel’ in gebruik. Het fort is aangelegd als een regelmatige vijfhoek met aarden wallen en bastions; het geheel is versterkt door een dikke bakstenen bekledingsmuur. Gelegen waar de Aa en Dommel in de Dieze samenvloeiden, was de Citadel geheel door water omgeven. In 1878-'80 werd het zuidwestelijke bastion afgebroken ter bevordering van de doorvaart in de Zuid-Willemsvaart, die vijftig jaar eerder vlak langs de Citadel was aangelegd. Tijdens een in 1985 voltooide restauratie werden de aarden wallen met borstweringen, schuttersbanketten, walgangen en opritten gereconstrueerd, evenals de noordelijke poort.
In het fort zijn in de loop der tijd verschillende militaire gebouwen verrezen; nu herbergen deze het Rijksarchief. Het rechthoekige bakstenen hoofdgebouw werd in 1789-'91 in sobere architectuur gebouwd als Provoosthuis (zetel van de krijgsraad en tevens militaire strafgevangenis). In 1848 werd het gebouw vergroot en ingericht voor de legering van troepen en daarna volgden nog enkele uitbreidingen. Tijdens de restauratie heeft men de latere aanbouwen gesloopt en een souterrain met een uitgegraven, halfronde uitbouw toegevoegd.
Verder heeft men toen de binnenplaats overdekt. Tegenover het hoofdgebouw staat het kruitmagazijn uit 1744, een eenvoudig, laag bakstenen gebouw met zadeldak. Op het zuidoostelijke bastion is in 1898 een Wilhelminaboom geplant. Het rechthoekige wachtgebouw naast de ingang aan de zuidzijde dateert uit 1899. Het uitspringende middengedeelte wordt zowel aan de voorals aan de achterzijde bekroond door een fronton; aan de voorzijde is er bovendien een portiek met natuurstenen zuilen.
