汉长城遗址始建于刘彻元狩二年（前121年），止于太初四年（前101年）。

汉代长城亦称塞、塞墙，在西北比固阳秦长城遗址区域有所扩大。西从今新疆罗布泊到甘肃敦煌市玉门关以南，沿疏勒河南岸进入瓜州县，然后向东到金塔县境。在金塔县，长城分北、南两路。北路沿额济纳旗河北上，直到内蒙古自治区的居延海；南路从金塔东南行，经高台、张掖市、山丹县、永昌县、民勤县、武威市、古浪县等县市，直到永登西（古令居）。汉代的长城是中国历史上最长的长城，长20000余里。在汉代修建的长城中，汉外长城修筑了并列的两条，分南线和北线，两条汉外长城筑有若干座城障塞亭及烽燧。汉外长城在草原大漠腹地，多为夯土而筑，个别地段就地取材用石头砌垒，或外砌石内填土。

内蒙古境内长城遗址亦列入了国家大遗址保护“十三五”专项规划。汉长城遗址中，内蒙古自治区的磴口县、乌拉特后旗、乌拉特中旗、乌拉特前旗的长城遗址入选长城全国重点文物保护单位名录。

汉代的长城是中国历史上最长的长城，东起辽东，西至新疆，长20000余里。汉朝还在内蒙古西部的阴山山脉以北，修筑了两道平行的长城，并在长城沿线修建了大量的烽台、城障。

据《汉书·武帝纪》记载，汉太初三年（公元前102年），刘彻“遣光禄勋徐自为筑五原塞外列城，西北至庐朐。” “庐朐”指阿尔泰山南麓某地。“塞外列城”即修在塞外的长城，被考古学界称为汉外长城。因“塞外列城”为汉朝光禄勋徐自为所筑，又称光禄塞。汉外长城修筑了并列的两条，分南线和北线，两条汉外长城筑有若干座城障塞亭及烽燧。

南线由今包头市达尔罕茂明安联合旗新宝力格苏木向西沿伸，进入乌拉特草原，在乌拉特后旗经巴音前达门苏木、宝音图苏木、乌力吉苏木西北境，逶迤进入蒙古国境内。

北线由今达茂旗红旗牧场向西北延伸，进入乌拉特草原，在乌拉特后旗经巴音前达门苏木、宝音图苏木、乌力吉苏木转向西北，由乌力吉苏木的沙尔扎格、呼伦陶力盖西北，进入蒙古国境内。汉外长城在草原大漠腹地，多为夯土而筑，个别地段就地取材用石头砌垒，或外砌石内填土。如乌拉特后旗乌力吉苏木一段北线长城即用戈壁上的片麻岩和石块交错砌垒，至今保存完好。

汉长城遗址中，内蒙古自治区的磴口县、乌拉特后旗、乌拉特中旗、乌拉特前旗的长城遗址入选长城全国重点文物保护单位名录。

内蒙古乌兰察布市境内的自治区级重点文物保护单位“北魏九十九泉御苑遗址”实为西汉一段长城。这段西汉长城曾占据了防控匈奴的制高点。到东汉时期，随着西汉定襄郡东部都尉治所在地武要县建制的撤销，这段长城也随之被一并放弃。长城墙体长度为46.585公里，其中，土墙长34.575公里，石墙长9.38公里。墙体沿线及周边地区调查烽燧46座、障城9座。土筑墙体占墙体总长的74.2%，系就地取土筑就，没有发现明显的夯层。石墙较少，主要修筑在起伏较大的山丘间或顶部，采用火山岩垒砌墙体。

宁城县现存汉代长城遗址——烽火台（烽燧、墩台、狼烟墩）60余处。东北部自喀喇沁旗西桥乡进入本县，经小城子、大城子、三座店、存金沟、八里罕镇、热水、甸子、头道营子、西泉、黑里河等10个乡镇，西南入承德县三道沟门乡向西延伸。自东北至西南逶迤相属，贯穿宁城全境近200华里，各遗址已确定为县级重点文物保护单位。

汉代长城在宁城境是以老哈河、坤都伦河流向为走向。修筑在依山傍水的高阜地带。原来的城墙遗迹，只有头道营子乡大宝贝台村和大营子乡西南的山脊上还历历可见。保存下来的遗址，只有每隔2公里有一座（或两座）的烽火台。烽火台的形制大体相同，原都用夯土筑就，今呈坟丘状，高5～7米，宽15～20米，站在上面前后两座都可望见。只有三座店镇敖汉营子村、存金沟乡南山根村、头道营子乡大宝贝台村3处是双台（两座并立）遗址。其余全是单台遗址。

城墙分双墙和单墙，建筑材料全是因地制宜，就地取材。大体分土筑和石砌两种，全与烽火台相连。头道营子乡河洛堡村北山上的“土龙”，是单墙遗址；黑里河镇乡西南山脊上有双墙遗址。双墙的修筑方法是将山脊之土掘向两侧，在两侧筑墙，间隔约5米。单墙的修筑方法是两侧掘土中间筑墙。头道营子乡大宝贝台村北山上有一段土石城墙与山峰相接，以峰代墙，峰豁处砌石墙作为屏障。

呼和浩特境内的汉长城经过呼和浩特市13个乡镇，是汉朝在固阳秦长城遗址的基础上修筑而成。呼和浩特市榆林、保合少、毫沁营和土默特左旗毕克齐镇等13个乡镇都有汉代长城遗存，全长共计78.6公里。汉代又在阴山山脉建造了两道平行的长城，并修筑了大量烽火台、城障，是我国历史上较古老和使用年限最长的长城之一。

刘彻时，在今阿拉善盟额济纳旗居延海附近兴筑了张掖郡北面的外长城，通称居延塞或居延边塞。主线自额济纳旗东北部向西行，再折向西南行至居延海西南方时，与居延海东南向西南方延伸的支线汇合，再沿山丹河向西南延伸，进入甘肃金塔县境内，全长约250公里。在2007年以来开展的全国长城资源调查工作中，居延地区的汉代遗存，除隶属于三个候官的障城、烽燧、天田等遗迹外，位于居延绿洲之中的汉代遗址主要有古城5座、障城1座、烽燧24座。这些遗址应为遮虏障、居延都尉府、居延县和居延候官等多个行政、军事建制的治所。在居延地区发现了白城市，平面大致呈方形，边长近130米。白城与另外两座城池大致呈一条直线分布于古居延泽的内侧。这种130米见方的古城，是“塞外列城”沿线古城的标准形制，在汉外长城沿线古城中极为常见。

乌拉特后旗朝格温都尔镇发现6座汉长城城障遗址，沿后旗境内的汉长城向西延伸，分别是德格都毛赖古城、呼勒生西城、呼勒生东城、苏亥古城、哈登扎德盖古城和哈日敖包古城，其中最大的城址面积达到25000平方米，最小的有13000平方米。城障平均每10公里即分布一座，体现汉代长城防御体系的严密。 乌拉特后旗境内汉长城城障遗址总数已达20余座，说明这一带古时曾是兵家军事要地，对于研究汉朝与匈奴战争和军事防御等具有重要意义。

乌拉特后旗境内较著名的城障朝鲁库仑，朝鲁库仑是蒙古语，汉语意为石头城，是乌拉特草原建筑规模最大的一座汉代古城，基本呈方形，四面城墙长约126-128米，南城墙保存完好，墙基宽5.5米，墙顶宽2.5米。城内筑有马道，有数个房屋遗迹。

察哈尔右翼前旗汉长城遗址发现房址、亭障类遗迹各一处，出土大量汉代遗物。出土的文物包括铜五铢钱、铁刀、铁剑、陶罐、陶碗、陶盆、陶瓮以及大量板瓦、筒瓦等建筑构件。属于亭障类遗迹是此次发掘的重要收获。位于两条长城遗迹的中部，平面基本呈方形，边长约10米，北墙为大石块砌成，保存较好，最高处为1．7米。遗迹内出土较多的陶器、铁器、板瓦、筒瓦等。

据《汉书·武帝纪》记载，汉太初三年（公元前102年），刘彻“遣光禄勋徐自为筑五原塞外列城，西北至庐朐。”