Suivant à la lettre les plans établis par Vauban, la citadelle dessine un carré flanqué de quatre bastions à orillons et couvert par trois demi-lunes. Elle est encerclée d’un fossé sec.
En direction de la route de France, sur le front nord s’ouvre la porte de secours, tandis que la porte sud dite Porte Royale, surmontée d’un clocher et d’une horloge, permet une communication avec la ville. A l’origine, ces portes étaient pourvues d’un système de pont-levis avec pont dormant.
A l’intérieur, les casernes, prévues pour supprimer la servitude du logement chez l’habitant, sont intégrées aux remparts et les chambres sont voûtées à l’épreuve des boulets. Les façades s’ouvrent uniquement sur la cour de la citadelle. Les casernes étaient prévues pour accueillir jusqu’à 2000 hommes.
Deux magasins à poudre, la maison du lieutenant du roi, le puits, l’église (aujourd’hui reconvertie en gymnase), les magasins ainsi que la maison du gouverneur furent alors réalisés.

Dans les années 50, le premier four solaire fut installé dans la zone nord, à l’abri des regards indiscrets, pour mener à bien des expériences sur la résistance des matériaux. Il fut déménagé par la suite, lors de la création du four d'Odeillo, dans l’un des bastions de la partie civile.