Все эти обстоятельства обязывали русское правительство серьезно заняться обороной сибирской окраины Русского государства от нападения воинственных соседей. Для защиты мирного труда русских переселенцев и местного населения были приняты необходимые меры, главной из которых стало строительство крепостей. В условиях громадных просторов Сибири и сравнительно малого количества воинских сил крепости должны были сыграть решающую роль. Последнее обстоятельство обусловило крупные масштабы крепостного строительства.
Места строительства будущих крепостей предварительно тщательно обследовались и наносились на карты. В середине XVII в. были изучены все крупные реки Сибири и их притоки. В 1667 г. тобольский воевода П. И. Годунов составил «Чертеж всей Сибири», а в 1701 г.
С. У. Ремезов сделал наиболее полную для своего времени карту Сибири. Однако решающими для строительства крепостей или укреплений были соображения не географического, а экономического, внутриполитического и внешнеполитического порядка. Продвигаясь на восток, русские землепроходцы с целью закрепления и освоения открытой территории ставили укрепленные опорные пункты — зимовья, остроги, рубленые «города» (крепости), выполнявшие оборонительные функции на новых рубежах России. Все эти поселения имели специфический внешний облик. Одни воздвигались по воеводским наказам как остроги и города сразу, другие же развивались путем последовательного изменения типов укреплений.
Термин «город» тогда имел несколько иное содержание, нежели в наши дни. В русских летописях неоднократно упоминаются укрепленные пункты, именуемые городами, городками, детинцами, кремлями, острогами, и каждому из этих названий соответствовал определенный тип укрепления. Под понятием «город» имелись в виду и военные крепости, и просто укрепленные деревни. В Сибири различали в основном два типа укрепленных населенных пунктов: острог и город.
Острог первоначально представлял собою укрепление, включавшее типовое ограждение, которое состояло из заостренных и врытых в землю (или в земляной вал) бревен. Позднее остроги стали дополняться рублеными башнями. Если число башен было более четырех, то такое укрепление считалось уже городом. В том случае, когда поселение обносилось рублеными стенами с башнями, оно считалось «настоящим» городом. Часть укрепленных пунктов, строившихся землепроходцами по мере их продвижения на восток, оказывалась заброшенной, другие же, имевшие важное экономическое и оборонное значение, становились городами в полном смысле этого слова.
Сибирская крепость XVI–XVII вв. обладала целым рядом характерных черт, определяемых именно местными условиями. Так, в каждой крепости находились воеводский дом, съезжая изба или воеводская канцелярия, а также хозяйственные постройки. Порох и свинец хранились в земляных погребах. Для сохранения амуниции, парусов, снастей строились особые амбары. Непременным элементом сибирской крепости была церковь.
По своим боевым качествам сибирские крепости и остроги мало чем отличались от крепостей и острогов в Центральной России и на южных окраинах государства. В основе оборонного строительства в Сибири лежали фортификационные принципы, присущие школе военно-инженерного искусства Северо-Восточной Руси. Сибирские крепости и остроги имели мощные стены, проезжие, глухие и дозорные башни с бойницами для стрельбы, их вооружали артиллерией.
По мере роста населения и усиления внешней опасности крепости расширялись и перестраивались. В этом плане интересна история Селенгинского острога. В 1666 г. казачий десятник О. Васильев и стрелецкий голова В. Аксеногьев с 85 человеками служилых людей на реке Селенге построили крепость. По углам крепости поставили четыре башни, стены имели высоту до 3 м, общая длина их составляла 130 м. Вокруг острога был выкопан ров и установлены надолбы — заостренные бревна, вкопанные в землю. Однако ввиду обострения внешнеполитической обстановки, связанного с угрозой нападения маньчжуров, к 80-м годам XVII в. этого уже было недостаточно и в 1684 г. было принято решение усилить укрепления острога. Эта задача была поручена приказному человеку И. Поршенникову, справившемуся с ней блестяще. Селенгинск был превращен в сильную по тем временам крепость. Значительными по тому времени крепостями были также Якутск, Нерчинск, Тобольск. Что касается каменного строительства, то оно не получило развития в Сибири.