居庸关城位置环境十分优越，居庸关位于关沟南段。关沟从南口至八达岭长约17公里。居庸关南券城距关沟南口6.5公里，距八达岭10.5公里。
关沟南口，东西两山相距不足200米。从南口向北，东西山距离逐渐变大。在距居庸关南券城1公里处，东西两山距离变短，不足百米。再向北，两山距离又变宽，便能看清居庸关关城全貌。环顾关城四周，只见山堂宽阔。西有金柜山，东有翠屏山。翠屏山东是罗汉山，北侧是大北梁山。河道在关城内呈弧形，弧顶朝东。关城内南券城至北券城的古道呈弧形。南券城至翠屏山南端约140米。北券城至翠屏山北端约60米。
从北券城外回头看关城，只能看见关城楼和东山北段长城，自然封闭效果极佳。从北券城往北，关沟两侧山峰陡峭，山间窄小。过弹琴峡后，山势变缓，山脉纵横。再往北山势又变陡峭，南北高低差变化大。
纵观关沟全部地形状况，居庸关的地理环境十分优越。首先，居庸关控扼南北。古人通过关沟，特别是车马、军队必须走居庸关。其次，关内设施隐蔽性极好。居庸关四面环山，进攻者从远处很难看清关内建筑。第三，关城周围环境为修筑防御设施提供了条件。关城东西两山建有长城敌楼，铺房。西山南侧、北侧山上建有烽燧。东山北侧，东侧建有烽燧。它们对关城起巩固作用。金柜山山顶敌楼是整个关城的制高点。站〖CM(18*2〗在上面向北可见上关、水关长城。向南可见关沟南口和昌平城。信息联系十分方便。第四，关城内地域宽阔，有利于各种建筑的修建。关内从南水门至1号敌楼下是长630米，宽120米的弧形河道。河道东是翠屏山，西侧是土坎。土坎高22米。关内建筑多数建在土坎上西侧。关沟内如遇大水，水冲向东山后向南流去，危害不了其它建筑。从土坎至西山脚下，最窄处50米，最宽处达300米。从南券城至北券城古道两侧有上万平米的地域较为平坦。西山脚下及南关外道路东、西南侧都有较平坦的地域。这样的地形在关沟内独一无二。第五，居庸关周围建筑材料丰富，有利于关城建设。明代曾在关城西北八里建有砖瓦窑。在关城北一里处建有灰窑。关沟内还盛产花岗石。这些为关城的修复提供了材料保证。
居庸关长城的特点
居庸关长城全长4167.5米。围绕关城呈圆周形建设。西侧建于金柜山上，长2097.8米(以下称西山长城)，东侧建于翠屏山上，长1505米(以下称东山长城)，南券城外缘和南关跨河道长城合计长324.1米，北券城外缘及北关长城合计长240.6米。其特点有五：
1.围绕关城呈圆周封闭型建筑形式
居庸关关城建在40里关沟中部，扼守南北交通要道。其关城建设巧妙利用了“两山夹一水”的地理环境。关城主要建筑，建在“云台”北、西、南侧。长城作为军事攻防屏障，沿西侧金柜山、东侧翠屏山建设。南、北跨河道段用长城连接并修有水门。西山相对高度351米。东山相对高度150米。长城围绕关城呈圆周封闭型建筑形式。
2.长城防御范围广
居庸关南券城至北券城相距650米。东山山顶至西山山顶直线距离1150米。长城向内周圈面积50公顷左右。北券城建有千斤闸，南关水门设有水闸。在关城以外，东北、西北、东南、西南方向建有烽燧。翠屏山长城北端凿有“劈山墙”。居庸关长城对东侧“九仙庙”沟，西侧“羊台子”沟，西北侧“小西沟”，东北侧“劈山沟”，西南侧“马神庙”沟连同南北城和南北水门共防御8条沟路。
3.两山长城墙体内侧低，外侧高
东山长城外侧墙体(垛口不计在内)最高6.5米，最低4米。西山长城外侧墙体最高13.2米，最低4米。外侧墙体平均约5米。内侧墙体高度0.2-1.8米不等。大部分地段长城内侧只砌女墙，女墙下即为山坡。东山两处和西山山顶，内外均砌有垛口的长城墙体内外通高一致，皆为4米左右。两山长城采用内侧低形式修筑，一是有效地抗击外侧来犯之敌，二是合理利用地势，节省劳力，节省建筑材料。
4.长城建筑结构形式多样，堪为中国长城建筑的精华
西山北侧900余米长城外侧墙体为花岗岩条石砌筑。条石长1米，宽0.35米。东山长城部分地段墙体外侧也为花岗岩条石砌筑。经考证，这些长城是明代所建。西山南侧和西侧，东山部分长城外侧墙体用碎块石，碎山石砌筑。西山北侧与北券城连接的“人”形分叉长城外侧墙体则用小城砖砌筑。经考证，这些地段的长城为明以前所建。垛口墙、女墙，绝大多数用城砖砌筑，西山南侧有近84米垛口墙用碎石砌筑。
居庸关长城高低落差变化大。西山顶长城比河道长城高近170米。东山南侧、北侧，西山南侧、北侧均有坡度在30-40度左右陡峭的长城。
长城曲直宽窄变化大。东山长城最宽处达16.4米，最窄处仅1.2米，多数地段宽4-5米，西山长城最宽处7.4米，最窄处1.2米。全部长城只有关城南侧河道57米长城平直。东山长城从北至南坡度平缓，曲直变化小，北高南低，站在北端向南望去，长城宛如巨龙盘卧于山巅。垛口和女墙的建筑有三种形式，绝大多数地段长城垛口面向关城外侧。女墙朝向内侧。西山顶有40米，东山北端198.3米，向东伸出32.3米长城为双向垛口。西山南侧有近20米长城无垛口，外侧是山崖，内侧建有女墙，长城坡度陡处垛口砌成锯齿型，坡度较缓处砌成长方形。
适应地形变化，居庸关有三处进行分叉修建。一处是西山顶，一处是西山北侧与北券城连接处，一处是东山北。
5.居庸关长城两侧植被覆盖率高，被誉为“花木长城”
居庸关地处关沟腹地，为三北防护林北京段绿化重点地区。近些年来，由于大量植树和封山育林，居庸关两山松柏、红枫树郁郁葱葱，沟内柳树、杨树枝繁叶茂，鲜花和绿树与古老的长城交相辉映，美不胜收。
居庸关长城修复前的状况
1992年对修复前的长城进行现状勘察，大致情况如下：
1.长城被近代战争破坏严重。
东山长城最南端存在大型水泥碉堡一座。西山有军事掩体三座，碉堡一座。东山长城马道挖成战壕长679米，西山长城马道被挖战壕长719.3米。敌楼全部毁坏无存。
2.东山长城外侧墙体毁坏约505米，西山长城外侧墙体毁坏约110米，两山3600米长城马道全部被毁。内侧女墙，绝大多数被毁坏，两山整体重修长城达2150余米。
3.1937年西山修筑公路将北券城与西侧山体长城连接处拆除，公路又从南券城穿过，将南券城南侧中部破坏。北关券城东侧墙坍塌近80%。自然灾害和人为破坏及80年代初修关沟河道公路，北关河道长城和水门，南关河道长城和水门全部毁坏无存。
4.遗址存留情况。
东山长城外侧旧墙保存约1000米，旧垛口有56个，旧箭孔115个。西山长城外侧旧墙体保存约2200米，旧垛口404个，旧箭孔388个，旧女墙38米。
长城修复中解决的一些问题
居庸关长城由中国长城学会设计，于1993年5月着手修复，1994年10月竣工。
1.恢复居庸关长城周围形制，对毁掉部分进行重修。
南关河道重修长城59米，长城马道宽4.4米。距地面高6米，墙体用规整花岗岩块石砌筑，石砌基础深4米。河道长城东端修水门两孔与东山长城相连。
北关建桥一座，向东跨越河道同长城连接，北券城西侧修跨公路门洞两座，与长城相连。门洞宽7米，高5.2米。南券城西侧修跨公路门洞1座，宽7米，高6.5米。与西山长城连接，原穿行南券城公路从“云台”西侧向西改线，南券城经修复恢复原状。
2.修复两山长城，清除荆棘、军事掩体、碉堡，重新确定全部毁坏无遗址长城轴位，对处于危险山体的长城进行变位处理，无法变位处理山体进行加固。
东山北侧有203.2米长城修复前全部毁坏，长城北侧建有铁路隧道。为保证铁路和长城二者安全，将长城向北伸出部分向南移20公分左右。东山南端两侧因山体遭破坏，长城向东移近1.5米。
两山长城清除荆条近4000平米，拆除掩体3座，碉堡1座。
3.修复长城，最大限度地保留原基础和原墙体。
东山长城南段外侧石墙为花岗岩条石砌筑，北段内外侧均为花岗岩条石砌筑，中段和西北段用不规则山石砌筑，修复时，毁掉部分全照原样石块补砌。
北关西侧“人”形叉长城外侧砖墙体，西山西南侧和南侧长城外侧碎石墙，修复时全部采用原样材料。
长城旧垛口墙和旧女墙，没有毁坏的尽量保护原位原样，残缺的墙体和封顶用原形制材料补齐。西山南侧80多米用碎石和白灰泥修砌的垛口墙，为避免雨淋塌坏，在外面用水泥和清灰涂抹一层，既保持了原状，又起到了加固作用。
4.考虑建筑的安全稳定性，使用现代技术手段对个别地段长城和南北券城城台进行了处置，收到良好效
南北券城城台是砖石结构建筑。城台内部填渣土。南券城城台在80年代初曾修过，后因质量不过关，城门洞拱券顶南北向出现裂缝。修筑三滴水城楼之前，在城台上浇铸水泥桩。桩基深到台子地底部同岩石相接。桩深最浅14米，最深17米。桩顶与台面相连处用水泥浇铸1米厚，水泥内为矩形钢梁。三滴水城楼金柱安放在水泥桩上，楼基非常坚固。
5.长城马道、女墙、石墙修砌质量技术标准和施工量。
西山2100米长城砖砌体，砌城砖4449立方米，方砖902立方米，西山南侧砌毛石石墙5204立方米，东山1500米长城，砌城砖3022立方米，方砖896.09立方米，城墙外侧砌垛口墙高1.6米，毛石砌筑高1.7米，砖垛口每隔2.3米做一箭孔，垛口间距约为2.4米，毛石垛口间距为3米，马道地坪每10米设拦水砖道，内宇墙设吐水嘴。
砖墙砌筑体用75号混合砂浆，砖缝1-1.5cm，墙体表面用白灰膏勾缝，里直外收，上宽0.4cm，下宽45cm，3.5%收分。南关西段原状为毛石垛口墙，用水泥砂浆砌筑，白灰勾缝，水泥砂浆配比为水泥311kg，砂子1660kg。
马道铺两层砖，上层为方砖铺面，下层为条砖铺底，其下为二步三合土，厚20cm。配合比为白灰、砂、粘土，比例为3∶3∶4。夯实防雨水渗漏，马道上踏步尺寸按原状确定，原状没有，按图施工，砖砌踏步用75号混合砂浆，表面用清灰勾缝。
修复长城所用条砖，方砖，封顶砖，燕尾砖，射孔砖均按原尺寸烧制，所砌墙体高低随山就势，墙面平整，灰缝直顺严实，深浅均匀，灌浆饱满，接茬自然。
长城石墙修复，块石质量坚实，抗压强度不低于250kg平方厘米。砌筑砂浆采用1∶4水泥砂浆，每立方米石砌体用0.41立方米水泥砂浆，砌筑石块上下错缝，左右内外搭接，砂浆饱满，避免出现重缝和空缝，不能出现垂直通缝。
6.居庸关长城修复自1993年5月15日正式开工。1994年10月30日竣工。用工8万余个，人工挖、运、填各种建筑施工材料75000余吨。工程合格率100%，优良率93%。