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從公元前7～6世紀的春秋時代開始，直至公元17世紀的明朝末年，長城的修筑持續了兩千余年。在長城歷史欄目中可以看到長城的整個修建歷史。由于所處時代的生產力、技術水平不同，也由于各個政權所面臨的軍事形勢有所不同，歷代修建的長城在構造、建筑方法及形制方面都互有不同；而由于所處地段地理條件的差異，即便同一時代所修的長城面貌也互有區別。
就工程技術的大勢而言，北魏以前各朝代所修的長城，以版筑夯土為主，北魏時期出現了磚石結構的長城，明代長城則廣泛運用了石砌法、磚砌法、磚石混砌法。不過，就構筑長城的基本原則而言，歷朝歷代卻是共同的。這個共同的基本原則，可以用"因地制宜，據險制塞"八個字概括。所謂因地制宜，一是指巧妙地根據所在地形條件而構筑工程，二是指充分利用當地的自然資源選擇合適的材質為建筑材料。所謂據險制塞，主要是指利用地理天險御敵而言。以下的諸條例證，可以對此給予很好的說明。
敦煌玉門關附近的西漢長城的最高一段，建在當谷隧以東約300米，現存墻體系用流沙、散石、紅柳或蘆葦筑成。這完全是由當地自然地理條件決定的，這里沒有黃土和石材，只出產流沙和小石子，而附近的沼澤地中則生長有蘆葦和紅柳，漢人筑城時，便就地取材，以流沙、石子和蘆葦等物摻和，層層上鋪，一般每層的厚度為20～30厘米不等，整個墻體的高度可達3米多。
而內蒙古錫尼烏蘇山以西的一段漢長城，均用石塊壘砌而成，而從錫尼烏蘇向東，有一段是由石片外包而實夯土，再向東行，則全部為土筑而成，這也是因為就地取材所致。明代仍循前代的做法，在“因地制宜，就地取材，據險制塞”的筑城方法上更加靈活，形式也更加多樣化，在長城建筑工程上達到了高峰。墻體高度亦依地形地勢制宜，一般在山嶺陡峭之處較低，平坦之地較高。在少石多土之地，多為版筑夯土墻，或者用土坯壘砌，例如遼東長城的部分和嘉峪關附近的長城墻體就是如此。
在多石的山區一般利用山脊為墻基，外包砌條石、青磚，內填黃土或者碎石，這樣可以節省建筑材料，省工省力。還有用石塊壘砌的石垛墻，利用險峻山嶺、隨山就勢人工劈鑿的劈山墻，利用大山險阻作為障壁的山險墻等，如遼東山區和燕山山脈的居庸關、八達嶺、金山嶺、慕田峪等處的長城就是這樣。此外，還有用樹木、木板等在山崖處設置的崖榨，在低洼多水、不宜修建墻體之處因地制宜挖成的邊壕，在河岸、山谷，利用自然的陡峭山崖，往往稍加修整即成險阻，加之河流、谷溪的天塹，就構成了一道堅固的防線。這些就地取材，因地制宜的長城構筑方法，既減少了工程量，還達到了制險御敵的理想效果。
就長城的形制和防御功能而言，從長城產生之日起，就不單是一堵孤立的城墻，而越到后期越完善、越嚴密，使長城的整體防御能力不斷增強。
從在今河北、內蒙等地的戰國時期長城遺跡來看，這時的長城沿線已分布有烽燧、城障等設施，情報傳遞系統和縱深的防御配置就已建立。秦漢時期各種設施進一步完善，除了烽燧和亭障以外，在長城內外還增加屯戍城等，而且向縱深發展，形成網絡。據文獻記載，結合出土漢簡和實地考察可知，烽燧數量多且一直延伸到長城以外很遠的地方。屯戍城石屯駐重兵之所，面積一般較大，有數百米見方。
長城經過的交通要沖之處，均設立關隘，嚴密防守。長城的建造者們還在城墻、城堡的外側有意地設置一些障礙物，如僵落、虎落等。秦朝在河套長城一帶，廣植榆樹，以阻擋騎兵，人稱榆關。北齊時期在長城內側設戍，險要之處置州鎮，筑扎軍隊，形成前沿線狀布防。金代長城大部分在今內蒙的草原上，城墻外側普遍挖有護城河狀的塹壕，交通要沖之處還雙壕雙墻并列，形成外壕、副壕、內壕、主墻幾重防線，墻外附筑有馬面與烽燧，內側分布有戍堡或關城。壕墻結合的金長城，增強了前沿的防御能力。馬面的增筑，便于保護守城士兵的安全，也有利于射殺攻至城墻下的敵人。
明代長城的工程技術、形制和防御功能均達到了我國長城修筑史上的高峰。明長城墻體結構堅固，形制設置靈活多樣。作為京畿屏障的北京西北宣府鎮長城，因處于蒙古族南下的要沖，地理位置十分重要，這里就筑有內外兩道長城，在內長城上置有居庸關、紫荊關、倒馬關組成的"內三關"。形成以外長城掩護內長城，內長城護衛內三關，內三關拱衛京師的縱深防御體系。
明長城重要關口的建制和防御設施非常周全，一般都建有方形和多邊形的關城，附筑有甕城，有的還有羅城與護城河，布防十分嚴謹。此外，在長城沿線還設立障、堡、敵臺、了望墩臺等設施，構成了由點到線，由線到面的防衛體系。明長城把軍事重鎮、關城、隘口等有機地連接在一起，使其互為犄角，遙相呼應。這樣幾十某一地失守，也能滯緩敵軍行動，迅速集結兵力，重新組織有效的防御。其構思之巧妙，布局之合理，由此可見一斑。
歷代長城的修筑都是采用分區、分片、分段包干的辦法來完成的。主要是依靠軍隊和征調民夫。秦朝在蒙恬率領幾十萬軍隊擊敗匈奴之后，遂以部隊為主力修筑長城。當然秦始皇還從長城沿線強征了大量民工，后來秦朝政府又在長城沿線設置12郡，承擔維修長城和防守的重任。漢代在修建河西長城時，由武威、張掖、酒泉、敦煌四郡分段負責，然后各郡再依次把任務劃給下屬縣、段，層層分段包干，最后落實到各防守據點的戍卒身上。明代亦沿用此法。著名的薊鎮長城就是戚繼光帶領軍民共同修筑的。
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