L'impianto delle mura è quello di un rettangolo con agli spigoli quattro Baluardi o Bastioni dedicati ciascuno a un santo, S. Reparata, S. Maria, S. Andrea e S. Martino.

Iniziate a costruire l'8 dicembre 1564 furono terminate a novembre del 1568, si sviluppano per un totale di 2022 metri lineari con un'altezza di 12,30 metri. Una fossa corre lungo tutto il perimetro delle mura e portava un ruscello d'acqua che alimentava otto peschiere (cava o laghetto di formazione naturale o artificiale) poste negli orecchioni dei Bastioni a difesa delle troniere, delle casematte e della peschiera grande prospiciente Porta Fiorentina.

La difesa della città era demandata principalmente ai Bastioni dove erano concentrate le armi da fuoco. Lungo tutto il tracciato delle mura si svolgeva un cammino di ronda intervallato da 16 garitte o casini, con finestrelle per "moschettoni da muraglia" per la guardia delle sentinelle.

Nel Bastione di S. Maria sono ancora visibili le "doppie Casematte" complesso di gallerie a doppio livello e piazze di manovra, imponenti vani a crociera o a botte sorretti da poderosi pilastri e collegati da ampie gallerie, comprendenti i camminamenti contromine con le porte di sortita.

In origine tutti e 4 i Bastioni erano ugualmente muniti e strutturati.