Trata-se de uma fortaleza com trasejado abaluartado correspondente à cidadela da vila e praça de guerra. A planta é poligonal irregular, adaptando-se à escarpa rochosa. É constituída por duas estruturas em redente (compostas por dois meios baluartes), um baluarte e respetivas cortinas, um fortim de planta circular (o Fortim Redondo, de 1557/58) e um revelim que protege a única porta de acesso. É cercada por um fosso aquático na frente de terra e pela escarpa rochosa na frente de mar. A fortaleza é complementada por uma frente urbana abaluartada que defende o istmo de Peniche, composta por um forte, quatro meios baluartes, um baluarte e cortinas. O sistema defensivo de Peniche articula-se ainda com os fortes da Berlenga e da Consolação e o fortim do Baleal. A estrutura foi adaptada a estabelecimento prisional a partir de 1807. É um importante símbolo da história contemporânea portuguesa por ter servido como prisão política durante o regime do Estado Novo. Atualmente, alberga o Museu Nacional Resistência e Liberdade. Inclui a Capela de Santa Bárbara. A sua transformação em prisão política e subsequente conversão em Museu Nacional da Resistência e Liberdade conferem à fortaleza uma carga simbólica extremamente forte, transcendendo o seu valor puramente militar ou arquitetónico. A sua preservação está, assim, intrinsecamente ligada à memória política recente de Portugal.