Zapadno od Knina uzdiže se srednjovjekovna tvrđava podignuta sredinom 10. stoljeća konačni je izgled dobila početkom 18. stoljeća., kada je umjetnim prosjekom odijeljena od brda Spas koje se na nju nadovezuje sa sjeverne strane. Tvrđava je jedna od najvećih fortifikacijskih građevina u Dalmaciji. Podijeljena je na gornji, srednji i donji grad, koji su međusobno povezani pokretnim mostovima. Najstariji je gornji grad na sjevernom dijelu tvrđave, dok su srednji i donji grad sagrađeni u kasnome srednjem vijeku. U početku 18. stoljeća na gradnji zidina kninske tvrđave radili su i domaći majstori Ivan Macanović i njegov sin Ignacije. U tvrđavi je bio smješten Muzej hrvatskih starina (danas Muzej hrvatskih arheoloških spomenika u Splitu), osnovan 1893. Na brdu Spasu otkriveno je kasnoantičko i ranosrednjovjekovno naselje.

Na najvišem sjeveroistočnom platou brda Spas, najvjerojatnije, još u drugoj polovici 9. stoljeća niknula je utvrda, castro Tnin (Tnen, Tignino castro), a potom i srednjovjekovno urbano naselje, jezgra kasnijeg tvrđavskog kompleksa, kao i kninskog gradskog prostora. Prvotni izgled utvrde, zbog nepostojanja izvorne materijalne građe, nije u potpunosti poznat. Analogno utvrdama toga vremena, za pretpostaviti je, da je bila opasana visokim zidinama, a uz to, gradnjom prilagođena konfiguraciji terena, na nekim mjestima i prirodno zaštićena strmim padinama. Podno utvrde, kninskog kastruma, vrlo se rano formira i civilno naselje sa crkvenim objektima – podgrađe Borgo de Tina. U utvrdi su se nalazile svečane dvorane, "palača" hrvatskih vladara, u kojoj su izdavali svoje isprave i boravili sa svojim dvorjanicima kada su bili u Kninu. Na drugom povišenom platou brda Spas, južno od utvrde Tnene, kasnije je izgrađeno i drugo manje utvrđenje – kaštel Lab (castro Lab, Labwar) u kojem je bilo sjedište vicebana (podbana). Naknadno, moguće u 15. stoljeću u vrijeme sve veće opasnosti od Turaka, gradnjom ogradnog obrambenog zida, na kojem su i danas glavna ulazna vrata u tvrđavu, oba su ova utvrđenja, kaštela, povezana u jedinstveni tvrđavski kompleks. Svaki dio grada bio je zaštićen puškarnicama, bornim mjestima i povezan gradskim vratima i pokretnim mostovima. Najstariji, dosad poznat, grafički prikaz Knina zabilježen je, na karti sjeverne Dalmacije i Like mletačkog kartografa Mattea Pagana(1515-1588), oko 1525. godine. Međutim detaljniji opis urbanističkog izgleda kninske fortifikacije pokazuje nacrt mletačkog vojnog inženjera Orazia Antonia Alberghettia (1656.-1690.) sačinjen u vrijeme izgona Turaka 1688. godine.

Danas tvrđava zauzima prostor od 123.147m2 i spada među najveće kulturno-povijesne spomenike u Hrvatskoj. Tvrđava je duga 470m, široka 110m, a nadmorska visina joj je 344m. Po čitavoj tvrđavi vijugaju se golemi zidovi i bedemi koji su mjestimično visoki i preko 20 m. Redaju se zatim puškarnice, bojna mjesta, mračni hodnici, zdenci, mostovi, tajni prolazi i tvrđavska crkva Sv. Barbare posvećena Ćirilu i Metodu, gdje se nalazi epitaf pisan staroslavenskim pismom:

Hodotajstvom blaženuju apostola Kirila i Metodija, Bože budi štitom Hrvatskoj.

Na ulazu u tvrđavu nalaze se kamena vrata građena u baroknom stilu, a vratnice su od hrastovine ojačane sa željeznim čavlima. Ta monumentalna vrata gradio je najvjerojatnije trogirski majstor Ignacije Macanović. A nad vratima se nalazi simbol Mletačke Republike – krilati lav^{[mrtav link]} s knjigom i križem. Prema sjeveru na lijevoj strani nalazila se zgrada guvernera oružja, a danas je to zgrada Starogradske vijećnice, te desno vojarna koja je postala Galerija kninskog muzeja. Na tom prostoru podignuta je i spomen-bista (29.09.1995) fra Luji Marunu(1857.-1939.), franjevcu koji je prvi arheološkim krampom udario u kninsko tlo, te otkrio mnoge starohrvatske kulturne ostatke i tako udario temelje hrvatskoj arheologiji.

Uz crkvu Sv. Barbare nalazi se i zvono koje je Kninu poslao Sv. otac papa Ivan Pavao II. za vrijeme svog posjeta Hrvatskoj u rujnu 1994.

Današnji izgled duguje venecijanskom graditelju Alberghettiju, a sačuvani natpis upućuje da su radovi završeni 1711. godine. Kninska tvrđava je zaštićena kao urbanistička cjelina i upisana u registar Kulturne baštine Republike Hrvatske kao spomenik nulte kategorije tj. spomenik od posebnog nacionalnog interesa.