El recinto amurallado: ocupa un pequeño cerro amesetado de planta ovoide, de unas 5 ha de extensión, ubicado junto a la margen izquierda del río Guadiana, muy cerca del arroyo Valdecañas, aguas arriba del encuentro de ambos cursos. Ligeramente elevado sobre la llanura circundante, dicho cerro proporciona un amplio dominio visual sobre el entorno -sobre todo hacia el norte, con los Montes de Toledo al fondo-, pero no aporta capacidades defensivas especialmente destacables. La única defensa natural sólida la proporciona el propio río, cuyo cauce, antaño muy ancho y pantanoso en este punto, protegía el frente septentrional de la ciudad; en el resto de la plaza, la accesibilidad del cerro fue paliada mediante la construcción de sólidas murallas y un foso.
Alrededor del recinto defensivo se localizan los arrabales de la ciudad, que, con una extensión próxima a las 25 ha, lo rodean casi por completo, dejando de hacerlo tan sólo por el lado norte, por donde discurre el Guadiana. El entorno inmediato lo constituye una llanura fértil muy envejecida, salpicada de suaves lomas y cerros y especialmente apta, ya en época islámica, para el cultivo de cereales, para la caza y para la cría de ganado. Sin embargo, el carácter pantanoso del río en este tramo supuso desde antiguo una dificultad importante para el poblamiento de la zona, aquejada de enfermedades y malos olores; de hecho, cuando los condicionantes económicos, políticos y militares dejaron de ser el factor primordial para la ocupación de la ciudad, ésta se despobló con rapidez.
El cinturón amurallado de Calatrava adapta su trazado al contorno del cerro, de lo que resulta un recinto de planta elíptica cuyo eje mayor (este-oeste) está próximo a los 400 m de longitud, y cuyo eje menor (norte-sur) ronda los 190 m. La muralla, en su mayor parte de época omeya, está jalonada por casi medio centenar de torres de flanqueo, de entre las que destacan dos albarranas -en el frente sur del alcázar-, otras dos de planta pentagonal en proa -en su espolón oriental-, y la que alberga la puerta en recodo de acceso al alcázar -junto al Guadiana- Con excepción de las dos torres pentagonales, todas las demás son de planta cuadrangular, aunque de módulos muy diferentes: en el frente sur de la ciudad -en el que se abre la puerta en recodo de acceso a la medina-, las torres son de mayor tamaño, menos abundantes, algunas de ellas huecas, y aparecen más espaciadas, mientras que las del espolón oeste -mejor defendido por el escarpe del terreno- son siempre macizas, más pequeñas, y se encuentran más próximas entre sí.
Salvo por su frente norte -menos guarnecido, pero bien defendido por el cauce del Guadiana-, el recinto se encuentra rodeado por un foso húmedo artificial que convertía a la ciudad en una verdadera isla. Este foso, con unos 750 m de longitud y una profundidad media estimada de unos 10 m, está en su mayor parte excavado en la propia roca del cerro, y era alimentado directamente por las aguas del Guadiana, que, tras recorrer por gravedad todo el perímetro de la ciudad, se reincorporaban al río aguas abajo de ésta.
El recinto descrito se divide en dos zonas claramente diferenciadas, separadas entre sí por una muralla de considerables proporciones: el alcázar, en el extremo oriental, y la medina, que ocupa la mayor parte del cerro. Tanto uno como otra cuentan con elementos arquitectónicos auténticamente singulares, ya sea por la envergadura de los mismos, por su temprana cronología, por su carácter de unicae, o por una combinación de las tres circunstancias.
El alcázar. Es de planta sensiblemente triangular -ocupa la proa del recinto-, y cuenta con una extensión de aproximadamente 3.500 m². En torno a él se concentran los elementos defensivos más destacados de la plaza, no sólo porque estaba destinado a albergar los centros de poder de la ciudad, sino también porque las defensas naturales de este sector del cerro son de escasa entidad.
En cuanto a su estructura defensiva, cabe destacar: los restos de un primer recinto, anterior al año 853, parcialmente embutidos en el actual cierre occidental; el gran "arco triunfal" que antecede a la puerta de comunicación con la medina; la puerta en recodo de acceso desde la zona del río, integrada en una torre de planta cuadrangular; dos corachas para abastecimiento de agua -una de ellas construida en época de Muhammad I y otra anterior a esa fecha-; las dos torres pentagonales en proa -que, junto con la segunda coracha, forman parte de un subsistema defensivo hidráulico hasta ahora no descrito en ningún otro punto del Islam medieval- y dos torres albarranas localizadas en el frente sur del alcázar, la más occidental de las cuales data de época emiral.
Por lo que respecta a su distribución interna, los últimos trabajos de excavación han puesto de relieve su extraordinaria complejidad urbanística, derivada del hecho de que permaneció en pleno funcionamiento durante casi siete siglos, a lo largo de los cuales no sólo albergó los centros de poder de la ciudad en época islámica, sino que también fue, sucesivamente, sede de la encomienda templaria creada en tiempos de Alfonso VII, lugar de fundación de la Orden militar de Calatrava, y sede de la encomienda calatrava del mismo nombre. Del entramado de estructuras localizadas en el interior del alcázar, destacan, entre otras, el aljibe islámico, dos grandes edificios adosados al trasdós de la muralla norte -también islámicos-, una gran sala de audiencias de época taifa que incorpora una bañera -imitando en ello los modelos omeyas del Proximo Oriente-, los cimientos de la iglesia templaria, la iglesia de los calatravos, tres hornos de producción de cerámica (S. XIII), una fragua , y un conjunto heterogéneo de edificios domésticos y administrativos pertenecientes a la Encomienda de Calatrava y fechables entre las primeras décadas del siglo XIII y comienzos del siglo XV.
La medina. Con una extensión de algo más de 4 ha, ocupa la mayor parte del recinto amurallado. Se sitúa al oeste del alcázar, y está completamente rodeada por una muralla que contaba con alrededor de cuarenta torres de flanqueo, todas ellas de planta cuadrada. La mencionada muralla, aún oculta en buena medida por los escombros de tantos siglos de abandono, es notablemente heterogénea tanto desde un punto de vista constructivo como cronológico. Eso es, al menos, lo que se deduce de la amplia variedad de módulos y aparejos detectable en las numerosas torres y en las correspondientes cortinas, donde se pueden encontrar desde fábricas de sillares hasta obras de mampostería encofrada, pasando por labores en tapial de tierra. Del cinturón defensivo de la medina destacan especialmente la puerta de acceso en recodo, al sur, y la coracha de abastecimiento de agua, en el sector noroeste. En la actualidad, el interior de la medina -verdadero núcleo urbano de Calatrava durante cinco siglos- se encuentra convertido en un erial, sin restos constructivos visibles en superficie. No obstante, las distintas prospecciones geofísicas -eléctricas y magnéticas- realizadas hace algunos años confirmaron la existencia de numerosas ruinas en su subsuelo. Además, un pequeño sondeo arqueológico llevado a cabo en su sector central en 1995 permitió exhumar parte de una vivienda y de una calle empedrada fechadas en época almohade. Más recientemente, los trabajos de 2004 han puesto al descubierto diversas casas en la zona más cercana al alcázar, que indican la pervivencia de un poblamiento pleno medieval en este sector, del que las fuentes escritas cristianas nada mencionaban. Por otra parte, es evidente que la medina conserva en su actual subsuelo toda su estructura urbana, y que ésta ha de ser forzosamente rica, compleja y de diferentes momentos culturales y cronológicos; de hecho, según diversas fuentes escritas, en Calatrava, durante el período andalusí, existieron varias mezquitas, baños, tiendas, etc. Es decir, todas las estructuras que daban sentido a una ciudad islámica. Los arrabales. Calatrava contaba también con amplios arrabales extramuros que rodeaban la ciudad por sus frentes este, sur y oeste.
En la actualidad, el interior de la medina —verdadero núcleo urbano de Calatrava durante cinco siglos— se encuentra convertido en un erial, sin restos constructivos visibles en superficie. No obstante, las distintas prospecciones geofísicas -eléctricas y magnéticas- realizadas hace algunos años confirmaron la existencia de numerosas ruinas en su subsuelo. Además, un pequeño sondeo arqueológico llevado a cabo en su sector central en 1995 permitió exhumar parte de una vivienda y de una calle empedrada fechadas en época almohade. Más recientemente, los trabajos de 2004 han puesto al descubierto diversas casas en la zona más cercana al alcázar, que indican la pervivencia de un poblamiento pleno medieval en este sector, del que las fuentes escritas cristianas nada mencionaban.
Por otra parte, es evidente que la medina conserva en su actual subsuelo toda su estructura urbana, y que ésta ha de ser forzosamente rica, compleja y de diferentes momentos culturales y cronológicos; de hecho, según diversas fuentes escritas, en Calatrava, durante el período andalusí, existieron varias mezquitas, baños, tiendas, etc. Es decir, todas las estructuras que daban sentido a una ciudad islámica.
Los arrabales. Calatrava contaba también con amplios arrabales extramuros que rodeaban la ciudad por sus frentes este, sur y oeste. En la actualidad, la mayor parte de ellos se encuentran convertidos en tierras de labor. En estos arrabales pueden documentarse elementos fundamentales de la realidad urbana de Calatrava. Tal es el caso de las diversas necrópolis o de zonas industriales. Asimismo, han sido identificados los restos de una coracha de abastecimiento de agua al arrabal oriental -a 200 m al este del alcázar-, los del molino y puente de Calatrava -sobre el río Guadiana, unos 400 m aguas abajo de la medina-, y los de una mezquita en el arrabal este -integrados en el muro norte de la actual ermita de Ntra. Sra. de la Encarnación-.