券拱式城門的出現從根本上解決了這個問題，一色青磚結構不僅使得城門更加堅固，而且可以有效地抵禦火攻。
在古代，雙方作戰，當敵人跨過護城河時，城門卻又攔住了去路。所以，在攻城的一方常有幾個人扛著粗重的木樁前來撞門，要花費好長時間才能將城門撞開，而有時也可能撞不開。
明西安城的城門非常堅固，門扇用厚達0.2米的木板製成，一扇城門重達3.2噸。門扇上下橫匝著9道寬0.2米，厚0.2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，還有勿幕門、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。
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“譙樓”。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”。
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。
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。
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做馬麵。
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。
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1米，沒有垛口，它的作用是為了防止士兵行走時墜入牆下。
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。
那麼，這是什麼原因造成的呢？
一種說法是，西南城角處於地震帶上，隻要角台被人修成方形的，就會出現問題，最後沒辦法隻能保留圓形。
另一種說法是，朱元璋自從接受“高築牆，廣積糧，緩稱王”的建議，掃滅群雄統一全國之後，深感“非深溝高壘，內儲外備不能為安”。於是令謀臣劉基和姚廣孝主持設計城池的圖樣，以頒示天下如圖修造。
劉基和姚廣孝兩人領命後，反複商討，多次修改，最後按照傳統形式畫成矩形圖案，不料朱元璋看罷覺得不妥，便說：“自古築城雖有一定規矩，但根據我的經驗，凡事切莫墨守成規。《禮記》雲：‘規矩試設，不可欺以方圓’。我看還是改動一下為好。”
說罷，便提起筆，將矩形圖案一角抹去。於是，由皇帝禦筆改動的城池圖式詔示天下，據說明代所建之城大都遵照此式。
還有一種說法認為，當初規劃西安城牆時，4個角均呈直角，但後來處理牆基時，於西南角意外地發現了古唐城遺址，遺址呈半圓形，為了省時省工，於是便利用了原地基。
這種說法聽起來似乎有一定道理，但如果以小雁塔等唐代建築物為坐標，結合唐長安城坊大小，街道寬窄，推算出西安城與唐長安城的位置毫無關係。
還有一種說法，我國傳統建築受八卦和風水要求的影響，建築物之間不能過於對稱。如衙門、廟宇和居民住宅，前門不得與後門對稱，前後門垂直中軸線必須錯開一定的距離。正是這種“不對稱性”對建築物的要求，決定了西安城牆的四個角必須有一個不是直角。
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。