長安古城牆是華夏現存規模最大、儲存最完整的古代城垣之一。城牆完全圍繞“防禦”戰略體系，城牆的厚度大於高度，穩固如山，牆頂可以跑車和操練。牆高12米，頂寬12—14米，底寬15—18米，周長13.74千米。城門有四：東長樂門，西安定門，南永寧門，北安遠門。每門城樓三重：閘樓、箭樓、正樓。正樓高32米，長40餘米，為歇山頂式，四角翹起，三層重簷，底層有迴廊環繞，古色古香，巍峨壯觀。

明城牆部分整體牆高12米，頂寬12—14米，底寬15—18米，輪廓呈封閉的長方形，周長13.74千米。城牆內人們習慣稱為古城區。

城牆主城門有四座：長樂門（東門），永寧門（南門），安定門（西門），安遠門（北門），這四座城門也是古城牆的原有城門。從民國開始為方便出入古城區，先後新闢了多座城門，現城牆已有城門18座。 長安城牆是華夏現存規模最大、儲存最完整的古代城垣。

城牆包括護城河、吊橋、閘樓、箭樓、正樓、角樓、敵樓、女兒牆、垛口等一系列軍事設施。城牆四角各有角牆一座，城牆外有城壕。城牆上外側築有雉堞，又稱垛牆，上有垛口，可射箭和了望。內側矮牆稱為女牆，無垛口，以防兵士往來行走時跌下。城牆每隔120米修敵臺一座，突出在城牆之外，頂與城牆面平。這是專為射殺爬城的敵人設定的。敵臺之間距離的一半，恰好在弓箭的有效射程之內，便於從側面射殺攻城的敵人。城牆上共有敵臺98座，上面都建有駐兵的敵樓。

女兒牆，最初城牆用黃土分層夯打而成，最底層用土、石灰和糯米汁混合夯打，異常堅硬。後來又將整個城牆內外壁及頂部砌上青磚。城牆頂部每隔40—60米有一道用青磚砌成的水槽，用於排水，對古城牆的長期保護起了非常重要的作用。

箭樓，古代武器落後，城門又是唯一的出入通道，因而這裡是封建統治者苦心經營的防禦重點。城牆四座城門分別有正樓、箭樓、閘樓三重城樓。閘樓在最外，其作用是升降吊橋，箭樓在中，正面和兩側設有方形視窗，供射箭用。正樓在最裡，樓下是城的正門。箭樓與正樓之間用圍牆連線，叫甕城，是屯兵的地方。甕城中還有通向城頭的馬道，緩上無臺階，便於戰馬上下。全城還建有馬道11處。城牆四角都有突出城外的角臺。除西南角是圓形，可能是保持唐皇城轉角原狀外，其它都是方形。角臺上修有較敵臺更為高大的角樓，表明了這裡在戰爭中的重要地位。

古城牆的防禦性很強，城外的護城河為第一道防線。河上設有吊橋，是進出的唯一通道。吊橋白天降落在護城河兩岸，供人出入。晚上吊橋升在空中，就斷絕了進城的道路。城門外有間樓（也叫譙樓），用以打更和報警，為第二道防線。閘樓後邊是箭樓，高30餘米，外面牆體筆直，箭孔密佈，便於瞭望和射擊，這是第三道防線。箭樓和正樓之間是甕城，面積9348平方米，它的作用是：若敵人攻進此處，即形成“甕中捉鱉”之勢，這是第四道防線。第五道防線自然是正城門了。

除了城門設防嚴密外，城牆四個拐角的角臺上還修有角樓，作用是輔助城門，觀察和防禦四面外來之敵。整個城牆外側，每隔120米有一座馬面。每個馬面寬20米，從城牆向外伸出12米，高低、結構和城牆相同。西安城共有馬面98座，垛口5984個，使城牆外側呈鋸齒形。每個馬面上建有可供駐守軍隊的卡房3間。城牆和馬面上有女兒牆，牆上有既能藏身又能瞭望、射擊的凹口和方孔。

現存城牆為明代建築，全長13.7千米，始建於明太祖洪武三年於洪武十一年竣工，是在明太祖“高築牆、廣積糧、緩稱王”的政策指導下，在隋、唐皇城的基礎上建成的，當時是長安的府城。明太祖朱元璋將次子朱樉冊封為秦王，藩封、府治同在一城，因而城池規模宏大堅固，再加上後來明清屢次修葺、增建，現仍儲存完好。

古城牆的修建起源於隋朝興建，隋“大興城”格局圖奠定基礎。

隋文帝楊堅建立隋朝後，最初居於漢長安城。但當時的漢長安城破敗狹小，水汙染嚴重，於是決定在東南方向的龍首原南坡另建一座新城。開皇二年，大興宮的修建拉開了大興城修建的序幕，在宇文愷的主持下，僅用9個月左右的時間就建成了宮城和皇城。

開皇三年，隋帝國遷至新京，因為隋文帝早年曾被封為大興公，因此便以“大興”命名此城，即“大興城”，宮城命名為“大興宮”。

大業九年，隋煬帝動用10餘萬人在宮城和皇城以外建造了外郭城，城市的總體格局至此基本形成，併為後來的唐帝國所繼承沿用。

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