Богатият на минерални извори античен град Диоклецианополис е бил обграден със солидна крепостна стена, която е с дължина 2327 метра и обгражда площ от 300 дка. Запазена е на места в оригинал до 10.50 м. Изградена е в края на III и началото на IV век по времето на император Диоклециан.

Крепостната стена има форма на неправилен четириъгълник. Стените са изградени с техника opus mixtum – смесена зидария от камък с тухлени пояси. Камъните са гранит, гранитогнайс и сиенит. Гранитът и гранитогнайсът са добивани в местните кариери, разположени в околностите на Диоклецианополис, а сиенитните блокове са използвани вторично като сполии, донесени най-вероятно от Филипополис. В изграждането и преправките на стените са използвани и други антични техники.

Изкачването по стените е ставало чрез 16 еднораменни и двураменни каменни стълби върху арки, образуващи високи ниши по вътрешното лице на зида. Крепостната стена на древния Диоклецианополис е една от най- добре запазените крепостни стени от епохата на късната античност на Балканите и в Европа. По цялата и дължина са издигнати 44 бойни кули. Най-интересни от тях са югоизточната ъглова кула с ветрилообразна форма и североизточната ъглова кула, която е осмоъгълна, на кръгла основа. През първата половина на V век от северната страна защитата на града е била подсилена с втора крепостна стена – протейхизма.