A fortificação apresenta planta quadrangular com quatro baluartes nos vértices: dois de frente para o mar (baluartes da Conceição e de São Francisco de Bórgia), e dois para terra (baluartes de São José e São Filipe e Diogo).^[1] Dos flancos dos primeiros seguem dois lanços de muralha de 33 metros de comprimento, os quais se juntam em ângulo saliente para o mar, e assim formam uma bateria de 7 metros de largura e mais de 60 de extensão.^[4] No terrapleno da fortificação foi edificada em 1743 uma capela, sob invocação de Nossa Senhora da Conceição (Capela de Nossa Senhora da Conceição do Castelo), dita "Real Capela", onde foi instituída pelos jesuítas uma irmandade do Santíssimo Coração de Jesus, que, em tempos, contou com mais de 2.000 irmãos, entre gentes da Póvoa e terras vizinhas.

Dela saía uma tradicional procissão de "Corpus Christi" que, ao sair pelo Portão de Armas, acompanhada pelo capelão da fortaleza, era salvada pela artilharia. Em estilo barroco, apresenta pequenas dimensões, recoberta com abóbada em cantaria. Nela destacam-se o retábulo em talha dourada e o sacrário, sendo aí venerados ainda Santa Bárbara, padroeira da artilharia, e uma imagem do Menino Jesus com o coração na mão, patrono da antiga congregação do Santíssimo Coração de Jesus.^[1]