Уникальное военно-инженерное сооружение начала XVI века до сих пор сохраняет облик средневековой крепости с многоярусными башнями и неприступными стенами, прорезанными узкими бойницами. Каменный кремль был возведен для защиты юго-восточных рубежей Московского государства, используя передовые на тот момент технологии.

Форма крепостных укреплений представляет собой неправильный многоугольник с башнями на углах. Изначально оборонительный комплекс включал 14 башен, включая дополнительное укрепление перед Дмитриевской башней, отводную стрельницу. Сегодня в кремле насчитывается 13 башен. Длина стен превышает 2 км, их высота с зубцами достигает 12 м, а толщина у основания, 5 м. Высота башен варьируется от 18 до 30 м. За свою долгую историю кремль был свидетелем множества ярких и драматичных событий, но благодаря отличной оборонительной организации ни разу не был захвачен.

Главной визуальной доминантой нагорного участка кремля является Дмитриевская башня, некогда главный оборонительный узел, украшенная позолоченной эмблемой города, шагающим оленем. Важной архитектурной достопримечательностью западного участка кремля является собор Михаила Архангела, уникальный памятник храмовой архитектуры XVII века.

В начале XVIII века кремль утратил своё военное значение и стал памятником старины. В 1896 году в Дмитриевской башне, реконструированной по проекту архитектора Н. Султанова, разместился художественно-исторический музей.

С 1949 по 1977 год проводилась реставрация кремля под руководством профессора С.Л. Агафонова. После распада СССР в 1991 году реставрационные работы прекратились. Около 2005 года на стенах кремля появились опасные трещины, а кирпичная кладка начала осыпаться и покрываться мхом. С 2005 года реставрационные работы возобновились, но не всегда на должном уровне, что привело к искажениям облика крепости.

Использование крепости в качестве экскурсионного объекта ухудшилось из-за нецелевого использования и передачи башен сторонним организациям. В нишах кремлёвской стены были оборудованы торговые павильоны для продажи сувениров. Сувенирные лавки также находились в проезде Дмитриевской башни, но в 2020 году их ликвидировали. В переоборудованных Кладовой башне и нишах около Дмитриевской башни работают заведения питания.

В 2012 году была воссоздана Зачатская башня, что замкнуло кольцо кремлёвских стен. На территории кремля, рядом с Законодательным собранием Нижегородской области, построено новое правительственное здание.

В октябре 2018 года археологи обнаружили останки средневекового поселения и кладбища на месте разрушенной 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 Симеоновской церкви. Также начато воссоздание колокольни Преображенского собора и реставрация здания военного манежа, где до революции существовала церковь. Восстановление кремлёвских храмов приурочено к 800-летию города в 2021 году.