长城从来就不是一道孤立的城墙,而是由大量建筑组成的严密体系.从总统上来讲,越到后期,长城体系就越完善、越严密,整体防御能力不断增强.长城体系主要由关隘、城墙与楼台、烽燧三部分组成,此外还包括其他附属设施.城墙与楼台又可以分为城门、城楼和城墙三部份.
关隘
在出入长城的咽喉要道上一般都设有关隘驻守.关隘一般建在狭窄的通道上,如两山之间的最窄处,山水之间的狭长走廊,以及溪流、河谷的相交处.由于关隘于军事的重要意义,此处的长城有着更为坚固、完善的防御体系.关隘一般由关口的方形或多边形城墙、城门、城门楼、瓮城组成.有的还有罗城和护城河.
城门：城门是进出关口的通道.元以前多用木过梁,后来改用砖或石块砌成拱券形的门洞,称为“券门”.门洞内装有巨大的包铁木门,门外侧用巨钉嵌镶,门内侧装有门闩及锁环,有的还装有机关.
城楼：城门上方筑有城楼,是重要的观察所、指挥所和战斗据点.城楼为三层以下的木结构或砖木结构建筑.
烽燧
长城体系中设置有大量烽燧（烽火台）作为情报传递系统.根据历史文献、出土汉简和实地考察可知,烽燧数量众多且一直延伸到长城以外很远的地方.按烽燧配置的位置和功能,可以分为四组：设在大漠深处的烽火台是发出警讯的最前线,沿长城两侧设置的烽火台向沿线传递情报,由长城通往京师的系列烽火台与王朝中央联系,还有一组烽火台与长城所在地附近的地方政府和驻军联系.按明朝制度,举一烟鸣一炮表示来敌100人左右；举二烟鸣二炮,来敌500人左右；1000人以上举三烟鸣三炮.
其他附属设施
长城体系除了作为情报传递系统的烽燧以外,还建立了以城障等设施构成的纵深防御配置.秦汉时各种设施得到完善,并且在长城内外设置了屯戍城作为屯驻重兵之所,而且向纵深发展,形成网络.在城墙、城堡的外侧,还有特意设置的障碍物,如僵落、虎落等.秦朝在河套长城一带,广植榆树以阻挡匈奴骑兵,人称榆关.北齐时在长城内侧设戍,险要之处置州镇,筑扎军队,形成前沿的线状布防.
军事作用：
长城既是农耕民族的防御前线,也是向游牧民族发动反击的前进基地.长城后侧纵深配备机动的军队以因应战事,而长城还不是防御的最前线,而是攻击起始线,和交通线,在长城前方部署的观察哨深入到极远处,前线在长城以北一千公里.在冷兵器时代,游牧骑兵有优良的机动能力和强大的攻击力,但是对于城垣防御体系却无能为力,（举例：人可以用随身工具从城墙上翻过去,马怎么办?马要过去,要么攻陷关隘,从城门走,要么拆一段城墙,这都需要攻城兵器,而这恰恰是游牧民族所缺乏的）因此长城的修建的确能够有效的抵御北方民族的侵扰.
但是仅仅依靠长城的消极防御并不能阻止有组织、大规模的进攻.《北虏事迹》记载：“正德十年正月二十二日,套虏二万余骑到,于花马池北镇边墩起,至石井儿墩止,拆开墙口一十二处,深入固原等地抢掠而去.本年七月二十二日,套虏二万骑到,于花马池北柳扬墩起至青羊墩止,拆开墙口一十六处,深入平凉临巩,直抵陇州,大掠而去.总制右御史邓章调榆林等处官军分布固原要冲,不能御.”嘉靖二十九年（1550年）“庚戌之变”,蒙古俺答汗于正面攻击古北口同时,从黄渝沟拆长城而过,明军不战自溃.俺答攻至北京城外,大掠而回.
