Под городом-крепостью исследователи подразумевали важный в военном отношении укрепленный пункт с долговременными оборонительными сооружениями, в котором находился постоянный гарнизон, вооруженный и снабженный всем необходимым для обеспечения охраны границ. Практически все сибирские города были основаны как крепости.
Доцент ТюмГУ Светлана Муратова утверждает, что построенные на фронтирной территории крепости из-за малой площади быстро обрастали форштадтом — поселением вне стен укреплений, которые в свою очередь, также укрепляли палисадом, валом, рвом, надолбами и рогатками.
Причиной изменения форм укреплений на границах в эпоху Петра I стала эволюция огнестрельного оружия. Место деревянных крепостей заняли земляные крепости, облицованные камнем.
Планировка новых крепостей с того времени стала регулярной, они приобрели правильную симметричную форму. Для строительства стали использовать типовые проекты крепостей, форпостов, маяков и отдельных элементов укреплений.
Автор считает, что ввиду протяженности границ российского государства и отсутствия экономических возможностей, сохраняются некоторые традиции усиления крепостей, используемые в предшествующий период.
Анализ ряда графических документов XVIII века, хранящихся в Российском государственном военно-историческом архиве, показал довольно частое использование старых способов фортификации в первых крепостях, построенных по Иртышу в эпоху Петра I.
К примеру, исследование показало, что Ямышевская крепость, построенная на берегу Иртыша во втором десятилетии XVIII столетия имела четырехугольную форму с бастионами и полубастионами в углах. Земляные укрепления крепости были заменены на рубленные деревянные жилые строения, которые с внешней стороны были приспособлены к обороне. Такая же ограда была в Железинской, Семипалатинской крепостях.
Светлана Муратова сообщила, что деревянные оборонительные конструкции в пограничных крепостях азиатской России использовались для повышения обороноспособности куртин и бастионов при их небольшой высоте. Особенности грунта юга Западной Сибири требовали укреплять крутости крепостей дерном и фашинами, при этом облицовывать их кирпичом или камнем было слишком затратным и трудоемким делом.
Это требовало привлечение большого числа строителей, что всегда было проблематично при скудных человеческих ресурсах не только на южной границе Западной Сибири, но и во всей Сибири, поэтому к строительству укреплений привлекались сами служилые люди.