Splendido centro della Grecia Salentina (area elleno fona in cui è ancora in uso una lingua di origine greca, il griko), Martano è situato su un'altura a 90m sul livello del mare.
Il centro storico del paese richiama a livello urbanistico la chora bizantina, originariamente cinta da torri difensive e dal castello, ripetutamente modificato, sicché appare attualmente come un palazzo marche sale.
Del Castello, realizzato intorno al XV secolo, da Ferdinando e Alfonso d'Aragona, per proteggere la città dalle invasioni dei Turchi, sono presenti attualmente le torri cilindriche e i muri scarpati, a testimonianza della concezione militaresca del castello, che però, col passare degli anni è divenuto residenza signorile.
Assieme al castello furono realizzate delle mura con sei torri di vedetta e un fossato. Si suppone ci fossero quattro porte per poter accedere all'interno della città, ma si hanno notizie certe solo di due, una delle quali, Porta Grande o Portella, si trovava ad oriente mentre l'altra, chiamata Porta Piccola, era situata a occidente.
Tra gli edifici sacri ricordiamo il Monastero di Santa Maria della Consolazione, realizzato nel 1686 ed occupato attualmente dai monaci cistercensi, la Chiesa Parrocchiale dedicata all'Assunta, la Chiesa della Madonnella, la Chiesa dell'Immacolata, la Chiesa di Maria Santissima degli Angeli.
Tra i palazzi menzioniamo il Palazzo Andrichi-Moschettini, Palazzo Pino, la Casa a Corte, Palazzo Ducale, Palazzo Micali e Palazzo Sergio, mentre tra i monumenti Specchia dei Mori (con molta probabilità una torre di vedetta), il Giardino della Conoscenza, la Fontana degli Angeli, il Monumento d'Acqua ed il Tempio dell'Olivo.
In Via Teofilo è situato il menhir di "santu Totaru" o "del Teofilo", la più alta petrafitta pugliese con i suoi 4.70 metri di altezza.