تمام قلعه از سنگ‌های درشت ساخته و سنگ‌های نما، تراشیده شده اند ولی سنگ‌های پی‌ها و داخل دیوارها از قلوه سنگ‌های درشت رودخانه‌ای تشکیل شده اند.
بزرگی بنای این قلعه، مبهوت کننده است و دیوارهای بلند آن با همه شکستگی و ریخته شدن، هنوز هم شکوهی خیره کننده دارند.
در قسمتی از قلعه دهانه غاری دیده می‌شود که به قول بعضی از محلی‌ها این غار راهی به کاخ ساسانی در جلگه فیروزآباد داشته است. یعنی در زمان حمله دشمن به قلعه، محصورین قلعه می‌توانستند از طریق این غار با شهر ارتباط داشته باشند و بتوانند غذا و نیروی انسانی وارد قلعه کنند.
قلعه دختر، نشان ظهور امپراتوری ساسانی و افول دولت اشکانی است. این قلعه از سه جهت شمال، غرب، جنوب با صخره کوهستانی با ارتفاع غیر قابل نفوذ محصور است و بر هر صخره با روی بلند و برج های دیده بانی ساخته شده در سمت شرق با فاصله بیش از یک کیلومتر از قلعه دیوار سنگی محکمی کشیده شد تا مانع ورود افراد شود.
تنها راه ورود به این دژ از جنوب قلعه با پلکانی بوده که علاوه بر صخره کوه از چند لایه دیواره باره و برج تودرتو با نگهبانان مخصوص امکان پذیر بوده است.
داخل قلعه با سه طبقه متوالی تنظیم و با برج پلکانی با هم ارتباط داشته است. طبقه اول اتاق نگهبانان با برجهای مشرف به جهات مختلف با روزنه‌های خاص و قابلیت تیراندازی از داخل به خارج قلعه و یک آب انبار و دو حلقه چاه مخفی حفاری شده در دل کوه تا عمق رودخانه، حیاطی با تالار بزرگ طبقه دوم را تشکیل می‌دهد که بخش محل استراحت نگهبانان و محافظان و بخش مخصوص مهمانان بوده است.
کاوش‌های قلعه دختر نشان داده، کمربند دفاعی اصلی دژ که خود دارای بازوهای دفاعی پیش آمده است، ارتفاعی در حدود 6 یا 7 متر داشته.
کنگره‌های دفاعی که در دو یا چند ردیف مرتب و متداخل قرار گرفته و پله‌هایی که به طرف دالان‌های نگهبانان می‌رفتند، در پس راه باریکی به ضخامت تقریبی 50 سانتیمتر قرار گرفته بودند که از رو یا پشت دیوارهای مربوط به فضاهای اسلحه خانه و سربازخانه می‌گذشت.
ساختمان مدور که محل تخت و بارگاه بود و به یک سیاه چال عظیم شباهت دارد، چونان برجی با شکوه بر فراز تپه قد برافراشته است.
بنای شاهی با دیوان و تالار گنبددار در سطح سوم قرار گرفته است تا تالار اصلی با اتاق‌های جانبی به صورت قلعه عظیم و مدوری برفراز بلندترین نقطه رشته کوه و داخل خط دفاعی قلعه قرار گرفته است.
این قلعه نخستین بنای گنبد دار ایرانی است که با اصول فنی و معماری خاص ساخته شده و مصالح به کاررفته در آن شبیه کاخ اردشیر است.
بنای این دژ همزمان با احداث شهر بیشاپور بوده و متشکل از دو قسمت مجزا می‌باشد. بخش اصلی این دژ در بالاترین قسمت کوه احداث شده و متشکل از یکسری اتاق به همراه یک حیاط است که در وسط ساختمان قرار دارد.
قسمت دوم شامل بخش‌هایی است که بر دامنه کوه احداث گردیده و حالت شیب‌داری دارد که عمدتا شامل دیوارهای بلند حفاظتی با برجهای مدوری در طرفین خود می‌باشد.
روی بدنه‌های بیرونی این دژ به منظور ایجاد دید برای نگهبانان، تیرکش های متعددی احداث نموده‌اند که شکل کلی آنها به صورت دریچه هایی است مستطیل شکل که در قسمت بالای خود دارای طاق هلالی شکل می‌باشند.
بیشاپور شهری است که در دشت قرار گرفته و به همین علت دارای آسیب پذیری دفاعی می‌باشد و بهترین نقطه تدافعی برای اهالی این استراحت گاه سلطنتی دژی است که بالاترین نقطه تدافعی شهر باشد.
وجه تسمیه این قلعه به سبب انتساب آن به الهه آناهیتا، خدای آبهای زیر زمینی و پاکی‌ها... بوده که در فرهنگ ما ایرانیان به صورت یک دختر نجیب و معصوم تصور شده است.
بر اساس اینکه این قلعه دست نیافتنی و صعب العبور بوده است در باور مردم و به مرور زمان به قلعه دختر معروف شده است.
قلعه بر اثر فرسایش تخریب شده و تنها دیوارها و اتاق‌های فرو ریخته دژ و در قسمت شرقی باقی مانده است.
قلعه پسر یا قلعه کر نیز در کوه مقابل قلعه دختر قرار دارد که در حال حاضر تخریب شده است.
