金城汤池是中国的一句成语，形容防守坚固、不易攻破的城池。把这句成语用在平遥古城上，一点也不过分。
中国古代发生过无数次战争，战争双方使用的都是刀、枪、剑、戟（jǐ）、斧、钺（yuè）、钩、叉和长矛、盾牌、箭矢、铁甲、战车之类的冷兵器。战争的直接目的多在攻城略地。因而城池总是兵家首当其冲的必争之所，城墙也就成了不可或缺的军事防御设施。凡都、府、州、县的官署所在，必定会修筑这种被称之为“城”的高墙，把整座城池严严实实地围合起来。不仅如此，修筑城墙的同时，还要在城墙外围四周，挖出既广又深的沟壑，引水成池，绕城为河，造成高墙深壑、壁垒森严之势。很多地方，即使堡、寨达不到城的级别，古人也照样比照古城的做法，筑起这样的城垣或高墙。
实际上最初的城墙就是叫做城垣，用分层夯（hāng）实的黄土版筑而成，只不过在墙体的外面并没有包砌城砖。那个年代距今实在过于渺远。现在人们司空见惯的中国古城墙基本上都是以土筑城，在城垣的外侧包上了一层砖墙。这也是为什么习惯上总是把城垣叫做城墙的缘故。虽然城垣包砖的做法早在汉代已经不乏先例，但是举国上下大规模采用包砖的做法，却是元末明初的事。这当然与那个特殊历史年代的政治军事需要密切相关。
从元世祖忽必烈定都燕京，到朱元璋建立大明王朝，蒙古贵族维持了不足百年的统治。明朝立国之初，元朝最后一个皇帝，即元顺帝率部有序撤到塞外，然而大将廓帖木儿还雄踞在山西。当时国内矛盾依然严重，北方又是边患不止，严重危及到朱明新生政权。这就是明太祖朱元璋为什么竭力推行“高筑墙、广积粮”防卫政策的直接原因。于是各地府、州、县纷纷增扩城垣，修建砖筑城墙。后来随着国力强盛和制砖生产能力提高，建造砖筑城墙风靡全国，形成了中国筑城史上一次具有划时代意义的高潮。平遥明城墙也正是在这一时期进行大规模扩建的产物。
平遥古城在明代以前规模并不大。据县志记载，夯土城垣周长不过“九里十有八步”。到了明洪武三年，也就是公元1370年，经大规模扩建后的城墙周长增加到十二里，高度达三丈二尺。用今天的标准度量，周长相当于6公里，高度10米以上。这次大规模扩建，完全迫于军事的需要。在蒙元统治近百年间，山西一直被视为蒙古贵族的大本营。元朝灭亡后，不仅元顺帝残余势力伺机反扑，而且山西境内的一些地主武装也对朱明王朝构成了巨大威胁。为了巩固政权，稳定局势，明王朝以太原府为中心，在山西境内修筑了大量的城池、城堡和营寨。平遥县距太原府不到二百里，东有太行，西有吕梁，两大山脉夹峙其间，成为连接幽燕各州与古都长安的南北孔道和通衢咽喉，自古以来就是战略要地，明代以前也曾几次遭到洗劫袭扰，加之明初战事紧张，扩建和加固城垣迫在眉睫。
这次经过扩建后修筑的城墙，在工程技术上做了很大改进，主要是采取了多种方法进行加筋强固。以往土筑城垣通常单纯采用素土夯实。重新夯筑墙基和墙体时，则改为自下而上每隔一定距离，就沿着城墙四周摆放一层木栓。木栓长度比城墙的宽度稍长，通过在素土中加筋的做法，有效地加强了城墙的整体性。并且在夯筑城垣时把夯土层的厚度减少，增强夯土层的密实性。墙基宽度也大大超过了同一时期大多数州和县的墙基，加大到了8—12米，就连城墙顶部最狭窄的地段，宽度也不少于3米，宽的地方甚至竟达6米多，几乎可以和有些州城、县城的墙基的宽度相比。
平遥古城和所有古城一样，围绕着城墙四周，在土筑城垣外侧全部使用了青砖包砌。这是一种专门用来修筑城墙的城砖，长度、宽度和厚度的尺寸都要比其他建筑的青砖大得多。城墙的基础采用条石，筑起高出自然地面的台级，外缘再用青砖砌筑散水，防止墙基长期被水浸泡引起下沉。
城墙上还设有通畅的排水系统，在城墙顶部海墁（màn）青砖，按照事先的创意铺装成排水坡度，把雨水有组织地集中到女儿墙下的出水口，通过埋置在女儿墙出水口处用条石开凿的排水槽，排放到城墙下的散水台阶，再流入城内的马道。这样的排水措施一直沿袭到现在。
城墙顶部的外檐部分砌筑垛口墙，内檐处筑有半人高的女儿墙。垛口墙在战时可以起到遮挡攻城的流矢飞石、保护守城兵马穿梭调度的作用，所以也被称做挡马墙。与众不同的是，平遥城墙的垛口墙高2米、厚0.5米，数量之多居然达到3000个，令人为之咂舌。不仅如此，在城墙上每隔不远还设有一个炮台，盔甲、火器、火药、铅子以及弓弩之类无所不备。近2000门各类火炮隐藏在这些垛口背后，威慑集结在城下的敌军，构成了远、中、近不同射程的火力网。古城内的城墙脚下，还修筑着环城马道，使城上城下形成了两道闭合的环路，相互支撑，便于调动兵马，及时补充粮草弹药，大大增强了军事防御能力。
尤其平遥古城墙上建造的马面敌楼更是独具匠心，让人拍手叫绝！
通常中国古城的城墙外侧墙面都是顺直平展的，而这座古城的城墙外侧，每隔60—100米距离，便砌筑一座突出墙面的方形城台，使整道城墙外观凹凸变化、排列有序，如同长城上的烽火台，挽臂相连，巍然屹立。这些城台从城墙向护城河伸出2—3米，上窄下宽，比例修长，也许因为它的样子很像马头形状，所以被称做马面。在每座马面的城台上，都建有一座两坡式硬山屋顶的二层方形敌楼，既可登高瞭敌，又能隐蔽值守。当马面和敌楼结合成一组防御设施的时候，就显现出了强大威力。由于攻城之战须从城墙的正面发起攻击，攻城士卒在流矢如雨的凌厉攻势下，凭借架到城墙上的云梯，前赴后继，攀登直上，奋力拼杀，突入城头。守城将士则手执兵刃，以垛口为掩体，进行正面防御。没有马面敌楼的城墙，因墙面平直的缺陷，守城将士只能和将要登临城头的敌兵迎面短兵相接，殊死搏斗，难免陷入被动。而平遥古城墙却消除了这一弊端，守城将士可以凭借城墙的平直墙面和相邻两端突出的马面敌楼，组织立体交叉火力，消除防御死角，在攻城士卒还没有登临城头时，就能远距离先发制人，从云梯两侧阻止和击溃涌向城下的敌兵，由此尽可斩获奇效。马面开始出现在汉代，到宋、辽、金、元各代营建城池时才逐渐多了起来，明清时期在规模较大的都城、府城和州城已不多见。现存中国古城中，平遥的马面敌楼已如吉光片羽，成了极难寻觅的孤例。
和马面开始出现的年代相差无几，汉代时就有了瓮城。瓮城又叫月城，是套在城门之外的一种小城，也是古城直接对外开启的门户，只作为交通要冲，不能居住，真正的作用在于加强城池的军事防御能力。瓮城仅有一门，建在城门一侧，有意和城门的位置形成90度夹角，把本来可以沿着顺直方向出入城门的人、马、车改为曲折进出。一旦打起仗来，即使瓮城的门被攻破，90度的急转弯不仅给一捅而入的人马造成调动和攻城的困难，而且隐蔽在城墙和瓮城上的守军居高临下，四面夹击，很容易把入侵之敌陷入被动挨打的绝命境地。这种瓮城在平遥共有6座。它们是古城完整防御体系中的一个重要组成部分，与城墙外的护城河一起，让这座小小的古城愈加固若金汤，在冷兵器时代安然无恙。