Thành cổ Diên Khánh là một quần thể kiến trúc quân sự theo kiểu Vauban, một hình mẫu thành quân sự phổ biến vào thế kỷ 17 - thế kỷ 18 ở Tây Âu. Với tổng diện tích khoảng 36.000 m².
Tường thành Diên Khánh hình lục giác nhưng không đều nhau, có chu vi 2.693 m đắp bằng đất, cao khoảng 3,5 m. Trên mỗi cạnh, tường thành lại chia thành nhiều đoạn nhỏ uốn lượn, nên các góc thành không nhô hẳn ra mà vẫn đảm bảo quan sát được hai bên.
Mặt ngoài tường thành gần như dựng đứng, mặt trong có độ thoải và được đắp thành hai bậc, tạo đường vận chuyển thuận lợi ven thành.
Thành Diên Khánh được công nhận di tích lịch sử cấp Quốc Gia.
Bia tưởng niệm thành cổ Diên Khánh ở cổng Đông.
Ban đầu thành có 6 cửa (cổng thành), nhưng hiện nay chỉ còn 4 cửa Ðông - Tây - Tiền (phía Nam) - Hậu (phía Bắc). Theo các tư liệu cũ, bên trong thành có nhiều kiến trúc độc đáo như hoàng cung, cột cờ, dinh tuần vũ, dinh án sát, nhà kho.
Mỗi cổng thành rộng khoảng 17m, cao 4.5m gồm 2 tầng với lối xây dựng hình vòng cung. Phía ngoài thành có hào sâu từ 3 đến 5 m, rộng từ 20 đến 30 m bao quanh thông ra sông Cái. Chung quanh hào lại có luỹ tre bao bọc dầy đặc, rất kiên cố.
Đi từ hướng quốc lộ 1 có một con đường độc đạo nối với cửa Đông và cửa Tây của thành. Cách cửa Tây khoảng 200 m, là Nhà thờ Hà Dừa. Nơi đây được cho là do các nhà truyền đạo xây và những năm 1800 và Gác chuông được xây thêm vào năm 1917 bởi người Pháp.
Cổng thành với lối kiến trúc hình vòng cung rất bền.
Cổng Tây từ trên tường thành.
Nhà thờ Hà Dừa được xây vào những năm 1800.