Уникальное военно-инженерное сооружение начала XVI века и в настоящее время сохраняет образ средневековой крепости, глухие башни в несколько ярусов, неприступные стены с узкими щелями бойниц. Каменный кремль был построен для защиты юго-восточных рубежей Московского государства в самом начале XVI века по передовой военно-инженерной технологии.
Цепь крепостных укреплений в плане имеет форму неправильного многоугольника, по углам которого располагаются башни. Первоначальный оборонительный ансамбль включал 14 башен, в том числе дополнительное укрепление перед Дмитриевской башней, отводную стрельницу. В настоящее время в кремле 13 башен. Длина кремлевской стены составляет более 2 км. Высота стен с зубцами 12 м, толщина их на уровне земли 5 м. Высота башен от 18 до 30 м. За свою длинную историю был свидетелем ярких и порой очень драматичных событий, но благодаря совершенной организации обороны ни разу не был взят врагами.
Визуальной доминантой нагорного участка кремля является Дмитриевская башня, в прошлом главный узел обороны. Ее венчает позолоченная эмблема города, шагающий олень. Важнейшая архитектурная достопримечательность западного участка кремля, собор Михаила Архангела, уникальный памятник храмовой архитектуры XVII столетия.
В начале XVIII века кремль утратил свое боевое значение и превратился в памятник старины. Не случайно в 1896 году в Дмитриевской башне кремля, реконструированной по проекту столичного архитектора Н. Султанова, был размещен художественно-исторический музей.
С 1949 года по 1977 год проводилась реставрация кремля, которой руководил засл. архитектор РФ, профессор С.Л. Агафонов.
После распада Советского Союза в 1991 году реставрационные работы прекратились. Около 2005 года стена Кремля в нескольких местах дала опасные трещины. Кроме того, во многих местах кирпичная кладка осыпается, покрывается мхом и лишайником. С 2005 года в Кремле возобновились реставрационные работы. При этом, не всё было сделано на должном уровне — имеются примеры интенсивных переделок, которые существенно исказили облик крепости.
Использование фортификации в качестве экскурсионного объекта в последние десятилетия также только ухудшалось. Это является следствием её нецелевого использования и отдачи башен сторонним организациям. Во многих нишах кремлёвской стены под видом организации «Города мастеров» были оборудованы торговые павильоны для продажи сувениров. Сувенирные лавки также находятся в проезде Дмитриевской башни, в 2020 году ликвидированы и в других самых неожиданных местах. В переоборудованных Кладовой башне и в нишах около Дмитриевской башни действуют заведения питания.
В 2012 году было осуществлено воссоздание Зачатской башни, после которого кольцо кремлёвских стен стало замкнутым. Вместе с тем, на территории Кремля, рядом с существующим Законодательным собранием Нижегородской области, построено ещё одно правительственное здание.
В октябре 2018 года археологи обнаружили останки средневекового поселения и кладбища на месте уничтоженной церкви святого Симеона Столпника. Находки относятся к XIII веку, а самый древний культурный слой — к 1221 году, когда был основан Нижний Новгород. Найденные предметы были музеефицированы, а в июне 2020 года началось восстановление самой Симеоновской церкви. Помимо этого, было начато воссоздание колокольни Преображенского собора, а также реставрация здания военного манежа, в котором до революции также существовала церковь. Восстановление кремлёвских храмов приурочено к 800-летию города в 2021 году.
