明長城由城牆、關城、城堡、牆台和煙墩等組成完整的軍事防禦工程體係。
城牆是長城的主體。在明朝以前，城牆大多是用土築或石砌的，明長城在不少地區已經改用磚、石砌築,在工程上有了很大的進步。重要的是，在一些重要地帶設多層次的“重城”,如居庸關、山海關、雁門關等地，都有幾重長城，最多的地方達20多重。
關城是出入長城的通道，也是長城防守的重點，上築城樓和箭樓。
城堡按等級分為衛城、守禦或千戶所城和堡城，按防禦體係和兵製要求配置在長城內側，也有個別設在城牆外麵。在明長城的東端，北起角山、南到海岸之間的山海關，就是洪武十五年(1382年)所築的山海衛城。
牆台在長城之上，每隔約300米設一座，突出牆外，台麵與城牆頂部相平，建鋪房，供守城士卒巡邏時避風擋雨。
煙墩也稱烽火台，是一種白天燃煙，夜間明火以傳遞軍情的建築物。明朝對煙墩的使用做過一些具體而明確的規定。如成化二年(1466年)規定：敵兵百餘人，舉放一煙一炮；五百人，舉放二煙二炮；千人以上，舉放三煙三炮；五千人以上，舉放四煙四炮；萬人以上，舉放五煙五炮。這樣，即使遠在千裏之外，也可以迅速知道敵兵的大概數量。
長城煙墩
明長城是中國歷史上費時最久、工程最大、防禦體係和結構最為完善的長城工程，對明朝防禦掠擾，保護國家安全和人民生產生活的安定，開發邊遠地區，保護中國與西北域外的交通聯繫都起過重要的作用。
關於明代長城的修築還有一個傳說。在修嘉峪關時，兵部官員與工程主管之間心存私怨，兵部官員就企圖伺機報復，規定工程主管上報工程預算，對所用材料及工資，既不準多報，也不準追加，完工來驗收時，如果違犯了規定就要重罰。正在工程主管為難之際，一個老工匠經過周密的估算，擬訂出一個工程計劃，讓主管報了上去。等到嘉峪關全部工程完成時，所有的材料和工費都恰好用完，隻多出一塊磚,還是特意留下準備兵部來人驗收時送給他們作為禮物的。兵部知道後，自然也就不再派人來驗收了，而這一塊磚就作為永久紀念物，放在城樓上了。
“土木堡之變”
元末明初,蒙古分裂為兀良哈部、韃靼部和瓦剌部三部。其中，瓦剌經過長期發展，勢力逐漸增強，其首領也先統一蒙古各部之後，妄圖進一步吞併中原。而當時，瓦剌部表麵上還是臣服明朝的，每年派貢使到北京進貢，實際上是藉此機會，索要財物，如果貪慾得不到滿足，他們就藉口製造事端。
正統十四年(1449年)，瓦剌首領也先派了2000人以貢使名義抵達北京，進貢馬匹，要求賞金。為了多領賞物，瓦剌使者冒稱有貢使3000人。掌管朝廷大權的宦官王振發現也先謊報人數，讓禮部按實際人數給與賞賜，並削減了賞金和馬價。也先又為他的兒子向明朝求婚，也被王振拒絕。王振這一係列舉動激怒了也先，也先藉口明朝違背諾言，兵分三路向明朝進軍，東路攻遼東，西路攻甘州，中路攻大同、宣府。也先親率中路大軍，步步緊逼，明朝邊塞城堡紛紛陷落。守大同的明軍被瓦剌軍打得大敗,參將吳浩、寧侯宋渙、武進伯朱冕相繼為國捐軀。
戰報傳到北京。司禮監太監王振聽了心情為之一振，他認為，為英宗和自己揚威的機會終於來到了。王振立馬把也先入侵的消息稟報了英宗，並且鼓動英宗，應該效法祖宗，親自率兵去迎戰也先。23歲的明英宗年輕氣盛，在王振的慫恿下，不顧兵部侍郎於謙等人的勸阻，令皇弟郕王朱祁鈺留守,率兵50萬人親征，匆匆忙忙從北京出發。由於準備倉促，大軍出發沒幾天，後勤補給就跟不上了。軍中鬧起饑荒，許多士兵餓倒在路邊,再加上連日風雨，道路泥濘難行,士氣極為低落。隨駕官員尚書鄺野、王佐見勢不妙，力主班師。王振大怒，當著英宗的麵嚴斥他們，罰他們在風雨中跪在路邊的荒草叢裏“冷靜”思過。
英宗一行抵達大同時，前方傳來了與也先交戰的明朝先頭部隊全軍覆沒的消息。王振害怕了，決定班師回京。王振的老家在蔚州(今河北蔚縣),為了光宗耀祖，在家鄉父老麵前顯示其威風,王振決定帶英宗率部隊到自己家鄉走一趟。也先像但走了40裏，王振又忽然想起，當下正是莊稼成熟的季節，大批人馬踩壞了莊稼就太不合算了，便又倉促下令，改道向宣府(今河北宣化)方向行進。正統十四年（1449年）八月初，英宗一行退到土木堡(今河北懷來境內)。
英宗到土木堡時，有人勸英宗趁天還沒黑，再趕一陣，進了懷來城再休息，也可以在城中堅守。王振卻以裝運輜重的車子還沒到為由，硬要大隊人馬在土木堡駐紮。土木堡根本沒有什麽城堡可守。明軍人馬趕了幾天的路，口渴舌燥，土木堡又沒有水源,離土木堡15裏的地方有條河，也被瓦剌軍占領了。兵士們就地挖井，挖了兩丈多深，也沒找到水。
也先的大軍第二天就追到土木堡，將土木堡重重包圍。明軍無險可守,水源又不足，士兵饑渴難耐，戰鬥力喪失殆盡。
也先雖然把英宗困在土木堡，但其所率部眾才約2萬人，不知明軍兵馬數量，所以也不敢貿然進攻。便耍一花招，打探明軍虛實。第三天，也先假意講和，瓦剌部隊佯裝後退。王振下令移營取水，當數以萬計的明軍到離土木堡15裏的河中取水時，也先率軍發起猛烈進攻,明軍一下子亂了陣腳。也先指揮瓦剌的精銳騎兵橫衝直撞，明軍兵敗如山倒。英宗束手就擒。英國公張輔、泰寧侯陳瀛、駙馬都尉井源、首輔曹鼐、戶部尚書王佐、侍郎王永和等66名大臣戰死，50萬大軍幾乎全軍覆沒。顯忠祠——土木堡死難將士紀念祠王振也被禁軍將領樊忠一錘結果了性命(一說為亂軍打死)。瓦剌軍不僅繳獲了明軍大批衣甲、器械、輜重，還在沿途掠殺百姓數十萬，並很快兵臨北京城下,史稱“土木之變”。經過這一場戰鬥，明王朝元氣大傷,成為明代由盛而衰的轉折點。瓦剌首領也先從此更加驕橫起來，北京也受到了瓦剌軍的威脅。
城牆是長城的主體。在明朝以前，城牆大多是用土築或石砌的，明長城在不少地區已經改用磚、石砌築,在工程上有了很大的進步。重要的是，在一些重要地帶設多層次的“重城”,如居庸關、山海關、雁門關等地，都有幾重長城，最多的地方達20多重。
關城是出入長城的通道，也是長城防守的重點，上築城樓和箭樓。
城堡按等級分為衛城、守禦或千戶所城和堡城，按防禦體係和兵製要求配置在長城內側，也有個別設在城牆外麵。在明長城的東端，北起角山、南到海岸之間的山海關，就是洪武十五年(1382年)所築的山海衛城。
牆台在長城之上，每隔約300米設一座，突出牆外，台麵與城牆頂部相平，建鋪房，供守城士卒巡邏時避風擋雨。
煙墩也稱烽火台，是一種白天燃煙，夜間明火以傳遞軍情的建築物。明朝對煙墩的使用做過一些具體而明確的規定。如成化二年(1466年)規定：敵兵百餘人，舉放一煙一炮；五百人，舉放二煙二炮；千人以上，舉放三煙三炮；五千人以上，舉放四煙四炮；萬人以上，舉放五煙五炮。這樣，即使遠在千裏之外，也可以迅速知道敵兵的大概數量。
長城煙墩
明長城是中國歷史上費時最久、工程最大、防禦體係和結構最為完善的長城工程，對明朝防禦掠擾，保護國家安全和人民生產生活的安定，開發邊遠地區，保護中國與西北域外的交通聯繫都起過重要的作用。
關於明代長城的修築還有一個傳說。在修嘉峪關時，兵部官員與工程主管之間心存私怨，兵部官員就企圖伺機報復，規定工程主管上報工程預算，對所用材料及工資，既不準多報，也不準追加，完工來驗收時，如果違犯了規定就要重罰。正在工程主管為難之際，一個老工匠經過周密的估算，擬訂出一個工程計劃，讓主管報了上去。等到嘉峪關全部工程完成時，所有的材料和工費都恰好用完，隻多出一塊磚,還是特意留下準備兵部來人驗收時送給他們作為禮物的。兵部知道後，自然也就不再派人來驗收了，而這一塊磚就作為永久紀念物，放在城樓上了。
“土木堡之變”
元末明初,蒙古分裂為兀良哈部、韃靼部和瓦剌部三部。其中，瓦剌經過長期發展，勢力逐漸增強，其首領也先統一蒙古各部之後，妄圖進一步吞併中原。而當時，瓦剌部表麵上還是臣服明朝的，每年派貢使到北京進貢，實際上是藉此機會，索要財物，如果貪慾得不到滿足，他們就藉口製造事端。
正統十四年(1449年)，瓦剌首領也先派了2000人以貢使名義抵達北京，進貢馬匹，要求賞金。為了多領賞物，瓦剌使者冒稱有貢使3000人。掌管朝廷大權的宦官王振發現也先謊報人數，讓禮部按實際人數給與賞賜，並削減了賞金和馬價。也先又為他的兒子向明朝求婚，也被王振拒絕。王振這一係列舉動激怒了也先，也先藉口明朝違背諾言，兵分三路向明朝進軍，東路攻遼東，西路攻甘州，中路攻大同、宣府。也先親率中路大軍，步步緊逼，明朝邊塞城堡紛紛陷落。守大同的明軍被瓦剌軍打得大敗,參將吳浩、寧侯宋渙、武進伯朱冕相繼為國捐軀。
戰報傳到北京。司禮監太監王振聽了心情為之一振，他認為，為英宗和自己揚威的機會終於來到了。王振立馬把也先入侵的消息稟報了英宗，並且鼓動英宗，應該效法祖宗，親自率兵去迎戰也先。23歲的明英宗年輕氣盛，在王振的慫恿下，不顧兵部侍郎於謙等人的勸阻，令皇弟郕王朱祁鈺留守,率兵50萬人親征，匆匆忙忙從北京出發。由於準備倉促，大軍出發沒幾天，後勤補給就跟不上了。軍中鬧起饑荒，許多士兵餓倒在路邊,再加上連日風雨，道路泥濘難行,士氣極為低落。隨駕官員尚書鄺野、王佐見勢不妙，力主班師。王振大怒，當著英宗的麵嚴斥他們，罰他們在風雨中跪在路邊的荒草叢裏“冷靜”思過。
英宗一行抵達大同時，前方傳來了與也先交戰的明朝先頭部隊全軍覆沒的消息。王振害怕了，決定班師回京。王振的老家在蔚州(今河北蔚縣),為了光宗耀祖，在家鄉父老麵前顯示其威風,王振決定帶英宗率部隊到自己家鄉走一趟。也先像但走了40裏，王振又忽然想起，當下正是莊稼成熟的季節，大批人馬踩壞了莊稼就太不合算了，便又倉促下令，改道向宣府(今河北宣化)方向行進。正統十四年（1449年）八月初，英宗一行退到土木堡(今河北懷來境內)。
英宗到土木堡時，有人勸英宗趁天還沒黑，再趕一陣，進了懷來城再休息，也可以在城中堅守。王振卻以裝運輜重的車子還沒到為由，硬要大隊人馬在土木堡駐紮。土木堡根本沒有什麽城堡可守。明軍人馬趕了幾天的路，口渴舌燥，土木堡又沒有水源,離土木堡15裏的地方有條河，也被瓦剌軍占領了。兵士們就地挖井，挖了兩丈多深，也沒找到水。
也先的大軍第二天就追到土木堡，將土木堡重重包圍。明軍無險可守,水源又不足，士兵饑渴難耐，戰鬥力喪失殆盡。
也先雖然把英宗困在土木堡，但其所率部眾才約2萬人，不知明軍兵馬數量，所以也不敢貿然進攻。便耍一花招，打探明軍虛實。第三天，也先假意講和，瓦剌部隊佯裝後退。王振下令移營取水，當數以萬計的明軍到離土木堡15裏的河中取水時，也先率軍發起猛烈進攻,明軍一下子亂了陣腳。也先指揮瓦剌的精銳騎兵橫衝直撞，明軍兵敗如山倒。英宗束手就擒。英國公張輔、泰寧侯陳瀛、駙馬都尉井源、首輔曹鼐、戶部尚書王佐、侍郎王永和等66名大臣戰死，50萬大軍幾乎全軍覆沒。顯忠祠——土木堡死難將士紀念祠王振也被禁軍將領樊忠一錘結果了性命(一說為亂軍打死)。瓦剌軍不僅繳獲了明軍大批衣甲、器械、輜重，還在沿途掠殺百姓數十萬，並很快兵臨北京城下,史稱“土木之變”。經過這一場戰鬥，明王朝元氣大傷,成為明代由盛而衰的轉折點。瓦剌首領也先從此更加驕橫起來，北京也受到了瓦剌軍的威脅。