Госпитальное укрепление 1836–1851 годов было составной частью Новой Печерской крепости. Состоит из вала и рва, оборонительные свойства которого усилены отдельной эскарповой стеной (стеной Карно), расположенной у подошвы вала. Оборона рва осуществлялась с 4-х капониров, расположенных на дне рва, а также могла быть дополнена ружейным огнем через бойницы эскарповой стены. Оборона с северо-западного направления была усилена капониром, вынесенным за пределы рва на склон Черепановой горы. Оборона Госпитального укрепления делилась на участки, именуемые полигонами (всего их 3), а также на 2 фронта: Северный и горжевой (тыльный). Около вала Северного фронта были устроены Северные ворота укрепления, а в горжевой части здания госпиталя и оборонных стенах горжевого фронта находилось трое ворот. Подступы к Северным воротам были прикрыты Северной полубашней. В середине Госпитального укрепления размещалась двухэтажное здание госпиталя, баня и различные кладовые для размещения имущества. Крылья здания госпиталя были соединены со зданием бани оборонительными стенами. Таким образом образовался внутренний оборонительный рубеж (редюит), в котором гарнизон мог обороняться в случае прорыва противника через главный вал укрепления. Все укрепления позволяли разместить на позициях 355 орудий и 822 солдат с ружьями. Протяженность оборонительной позиции по главному валу укрепления составляла 560 саженей (1 км 195 м).