Thành nằm giữa thị xã Sơn Tây, trên phần đất của hai làng cổ là Thuần Nghệ và Mai Trai, cách trung tâm Hà Nội khoảng 42 km. Thành có 4 cửa quay ra các hướng Bắc (chính xác là hướng Bắc Đông Bắc), Nam, Tây, Đông, và lần lượt có tên là: cửa Hậu, cửa Tiền, cửa Hữu, cửa Tả. Trước đây bốn cửa đều có cầu gạch bắc qua hào nước, nhưng hiện nay chỉ có hai cửa chính là cửa Tiền và cửa Hậu, có cầu bắc qua hào nước, dẫn vào cổng thành. Trục kiến trúc chính của thành là trục nối hai cửa Tiền và Hậu, theo hướng Bắc Đông Bắc - Nam Tây Nam. Cửa Tiền nhìn ra phố Quang Trung. Cửa Hậu hướng ra phố Lê Lợi (nơi đặt trụ sở Ủy ban Nhân dân thị xã Sơn Tây), thẳng tới bờ sông Hồng. Cửa Tả nhìn ra chợ Nghệ (phố Phùng Khắc Khoan). Cửa Hữu hướng ra phố Trần Hưng Đạo (Đệ Nhị cũ), phố này nối với phố Ngô Quyền (Hữu Lợi cũ), chạy thẳng lên làng cổ Đường Lâm (theo đường quốc lộ 32