营盘古城平面呈规则的圆形，直径约60米，面积约25434平方米。城墙已残破，高1～5米，宽4～5米不等，最高处可达约7米，最宽处约5米。西面城墙中有一段7～8米长的3层土坯墙体，土坯以下因墙垣坍塌掩盖已分辨不清其结构。古城现能辨认的只有东面一门，门宽约12米，在城的北及西也有豁口，豁口宽在8米左右，因残损，已无法判断是否为城门。古城南略偏东有一处向外凸出的遗存，长约8米、宽约6米、高0.5米，为形状不太规则的土坯堆积，可能是角楼或是马面。营盘古城规模较小，但是其墙体厚度及配套设施具一定规模，推测在更多的场合它带有军事城堡的性质。

营盘古城内基本无建筑遗存，城内中央地带曾发现的土坯和土坯般的硬土块碎屑，可证明城内存在过建筑。古城所在的营盘地区为一处古代遗址群，中心区即营盘古城，古城周围有佛寺区、墓葬区、烽燧、古渠道等。古城外50米左右，有一条宽约3.4米的干河床环绕；古城西北约200米处，发现约有10座长条形沙土堆积，其上布满了小砾石，可能是墓葬；西南约100米处有一烽火台，西南约50米处还有一座佛塔，也有人认为是烽火台；古城以北1000米左右有佛寺和墓地，佛寺的建筑隐有中原建筑的营建特色。佛寺主体为长方形塔院，土坯砌筑，中部为佛塔，方形基座，圆柱塔身。塔前建有前院，两侧建有整齐的厢房，可能是是寺院的僧房。这种规划设计，类似中原传统的庭院式建筑格局。

营盘古城城墙用黄土和柴枝间筑垒而成，主要为夯筑，但夯层较疏松，局部以土坯和树枝修补。每隔约1米的夯土层铺一层红柳枝，夹层一般厚度约0.1米。西面的三层墙为土坯墙体，其上有0.8米厚的夯土层和0.1米厚的红柳层。古城大部分围墙采用夯土和红柳及灌木层为建筑材料，但南部和北部有一段墙只用了夯土，墙顶上盖着厚厚的一层红柳树枝，没有使用垂直木桩或其他起支撑作用的木结构。古城不同的墙段使用了不同的构筑方法，可能是后人修补的结果。

营盘古城除了马面、瓮城等基本工事，古城周围亦分布着大量的防御设施。城西约40米处建有一座土坯垒砌的烽燧，同时库鲁克塔格山前也建有十余座烽燧，共同构成古城外侧的防御体系。烽燧向北抵兴地山口，直至库鲁克塔格山中亦可见亭燧、戍堡屹立；向南，顺孔雀河支流小河南行，在著名的小河墓地附近也有烽燧呼应。严密的烽燧、亭障防御设施，共同构成以营盘古城为交通枢纽的“楼兰道”沿线防御体系，戍卫城市的安全，保障丝绸之路的畅通。