大同古长城是万里长城的重要组成部分,主要分布于大同市的天镇县、阳高县、新荣区、左云县、浑源县、灵丘县、广灵县7个县区。大同的长城历史所跨朝代较多,现存主要是明代长城。大同作为当时拱卫京都的屏障,明长城分外长城和内长城,如今的大同市居于内外长城之间,南部和北部、西部的行政区划线大部分以长城为界。2009年公布的长城资源调查数据中,大同市境内明代长城343167米,共有长城烽火台、古堡等843处。1986年8月18日,大同长城被山西省人民政府公布为第二批省级文物保护单位。相关的壁画、雕刻、碑文等与长城有直接关系的文物超过2000处。天镇县新平堡的玉皇阁镇边楼以及修在海拔1736米山顶上的桦门堡,阳高县墩台密布的长城乡,新荣区拱卫北魏皇陵的方山长城和得胜堡等边墙五堡,左云摩天岭两个制高点之间的宁鲁楼,灵丘牛帮口的内长城都是大同长城的精美华章。
据《三云筹俎考·大同总镇图说》统计,大同镇先后修大边、二边516.3里;内五堡、外五堡、塞外五堡、云冈六堡等主要城堡72座(城20,堡52);边城776个;火路墩833个。在大同明长城自居庸关以西,分南北两线到山西偏关会合,被称为内、外长城。外长城即居庸关西北经赤城、崇礼、张家口、万全、怀安而进入大同市的天镇、阳高、大同、左云沿内蒙古、山西交界处,达于偏关、河曲;内长城从居庸关西南经河北易县、浑源、阜平而进入大同市的灵丘、浑源,再经应县、繁峙、神池而至老营。据现存长城实测,外长城分别由怀安县桃沟村、西洋河乡马市口南北两路进入天镇县境,在新平乐村与西路长城相交。天镇境内长城约 105华里,存黄土夯筑的墩台61座。由天镇水磨口向西三里进入阳高县十九墩村界,至镇边堡西出阳高进入大同市区境。阳高境内长城计 100余里,现存夯土处台 119座。从阳高镇边堡向西约八华里进入大同元墩村界,经镇川口、宏赐堡、镇羌堡,经拒墙口、拒门口、助马口至十三边,转南至砖楼沟入左云县界。另一条由宏赐堡向西经新荣、破鲁至吴施窑入左云界,这道长城当地人称“二道边”。南北两道长城共 210华里。长城由大同砖楼向南进入左云县保安堡地界,至二十边向西北出左云进入右玉县界。长城在左云境内长约86华里。以上这段长城在大同市境内约长 501华里。大同市、浑源、灵丘县境内的明长城周内长城。浑源境内计 160华里,灵丘境内长约 190华里。明内、外长城在大同境内总长为 800多华里。为山西省重点文物保护单位。