大炮台位于澳门半岛中部一海拔52米的小山头上，建筑西侧紧靠圣保禄修院遗址。炮台由该修院耶稣会会士于1617 年开始修建，直至1626年才正式完成，于1622年成功击退荷兰舰队之攻击，开始显示其重要性。

    在近四百年的历史里，大炮台内部建筑曾多次改建。大炮台的大门朝南，早期入门口为火药储存库；上层的中央是一座三层高的塔楼（今已无存），每一层都装备火炮；旁边另有四排房子，为澳督及官兵的营房，宿舍两侧有台阶与下层入口处相连。炮台内备有水池及军需库，军需库储备充足，足以应付长达二年的包围。总言之，这座炮台为当时澳门防御系统的核心，构成一个覆盖东西海岸的宽大炮火防卫网。而从1623年至1740年间，这里更一直是城防司令和澳督的住所。

　　炮台占地约一万平方米，呈不规则四边形，边长均约为100米，四个墙角外突成为棱堡，炮台东北、西南及东南面墙身建基于3.7 米宽的花岗石基础上，墙身以夯土砌建，并以蚝壳粉末作灰泥批荡，坚实非常，墙高约9 米，往上收窄成2.7 米宽。女儿墙高约2 米，成雉堞状，可架设多达32门大炮，以防范来自此两方向之攻击。东南墙两角更设有碉堡。面向中国大陆的西北墙身，主要以花岗石砌筑，女儿墙较矮且没有炮口设置，这主要显示其对海外的防御作用以及对当时中国官方的友好姿态。

　　炮台之正门入口设在东南墙上，大门后又一些简单房间，是当时军事用房。现作为旅游设施，沿著一条短短的弯曲坡道，可到达炮台宽敞的大平台，历史上炮台平台上及其下层空间地有军事设施，如西面棱堡内之弹药库（现为－小展览区），及储水池等（现为博物馆一部份）。

 
　　大炮台一直为军事禁区，直至1965 年原营房位置改建成气象台，1966年气象台迁入后开放为游览区。
 
　　大炮台城墙分别于1992、1993和1996年进行修葺，有关工程只限必需的，以保持其真实性。除了清洗状况良好的物料外，还清除表面杂草，用除草剂清除植物的根部，使用原有材料修补墙身裂缝。因此，大炮台之结构被完整地保存。
 
　　1996年9月起，政府将原气象台的大楼拆去，原址改建为澳门博物馆，1998年落成启用。