Сухопутные крепостные стены Феодосия представляли собой особенно сложную оборонительную систему, выстроенную по последнему слову греко-византийского военно-инженерного искусства. Протяженностью около шести километров, они перерезали весь полуостров от одного берега до другого и имели три ряда стен, каждый выше другого. Доступ к стенам для усиления защиты преграждал позже выкопанный ров, по-гречески суда, шириной около 18–20 метров и глубиной до 10 метров, что затрудняло врагам ведение подкопа, туннеля под стены. Неизвестно, наполняли ли этот грандиозный, устрашающий ров водой, настолько он был гигантским по своим размерам, но в любом случае в нем скапливались атмосферные осадки. Кроме того, есть предположение, что в него могли впускать морскую воду. Над внутренней стороной громадной траншеи возвышался первый ряд невысокой, от двух до пяти метров, защитной стены. Второй ряд стен играл роль передовой стены — протехисмы. Его называли Эксо Тихос — Внешняя стена. Она имела толщину в 2–3 метра, высоту 8-10 метров, то есть в пять-шесть раз выше человеческого роста, и была укреплена 15-метровыми башнями числом 92. На 20-25-метровом удалении от второй линии возвышались самые мощные, главные стены высотой 18–20 метров и толщиной пять-шесть метров у основания. Их называли Большой стеной — Мега Тихос. Они были усилены 96 огромными круглыми, а также четырех-, шести- и восьмиугольными башнями высотой от 20 до 30 метров, стоящими на расстоянии 55–60 метров друг от друга. Чтобы сподручнее вести обстрел противника из луков и метательных машин, башни всех линий обороны были расставлены в шахматном порядке. Они имели по два этажа — верхний, боевой, и нижний, для кладовых и казарм. С внутренней стороны наверху, вдоль основной стены шла галерея, поддерживаемая арками, из которой можно было попасть в верхнюю камеру башни с узкими бойницами и амбразурами для стрельбы из лука. Общая глубина Феодосиевой оборонительной системы достигала 65 метров, подступы к ней были хорошо пристреляны, а основные оборонительные сооружения уходили под землю на 10–12 метров, что делало попытки соорудить подкоп в таких местах делом совершенно безнадежным.
