Opis konstrukcji Wieże Martello miały na ogół 9–10 m wysokości, 12–15 m średnicy u podstawy (do 17 m w przypadku większych wież), zwężając się do 11–12 m na poziomie tarasu artyleryjskiego na szczycie. Grubość muru od strony nieprzyjaciela wahała się od 4 m na poziomie gruntu do 2,7 u szczytu wieży; mur od strony zapola był cieńszy, 2 m u podstawy i 1,5 m na szczycie. Większość wież z południowego i wschodniego wybrzeża Anglii otoczona była fosą o głębokości ok. 4,5 m i szerokości ponad 12 m (zdarzały się głębsze i szersze). Były budowane na planie eliptycznym, okrągłym lub jajowatym. Typowym budulcem była cegła (od ćwierć do pół mln. sztuk w zależności od wielkości wieży), w jej braku wykorzystywano lokalny surowiec kamienny.
Wewnątrz najczęściej podzielone były na dwa poziomy: w podziemiach (znajdujących się naprawdę na poziomie gruntu) były składy, magazyn prochu i cysterna z wodą, napełniana z zewnętrznej studni lub przez instalację zbierającą deszczówkę. Ta kondygnacja nie pozsiadała wejścia z zewnątrz, a jedynie klapę prowadzącą na piętro. Na piętrze mieściły się izby mieszkalne załogi (z 2-4 oknami, od strony zapola) i wejście do wieży, z mostem zwodzonym lub ruchomą, wciąganą do wnętrza, drabiną.