Μελέτη της όψης του τείχους, ανάλυση των τεχνικών κατασκευής και των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν σε κάθε φάση κατασκευής και αποκατάστασης

Η κατασκευή του βενετσιάνικου τείχους των Χανιών ακολούθησε τη συνήθη πρακτική ανάλογων οχυρωματικών έργων. Η όψη του κυρίως τείχους είναι ισχυρότερης κατασκευής για να αντέχει στις επιθέσεις, ενώ ο εσωτερικός τοίχος, το αντιτείχισμα και οι επιπρομαχώνες διακρίνονται για το αμελέστερο της κατασκευής τους. Τα τείχη των Χανίων είναι τα ισχυρότερα από πλευράς δομής από όλες τις σύγχρονές τους οχυρώσεις της Κρήτης.
Η κύρια όψη του τείχους είναι κατασκευασμένη από ψαμμίτες από γειτονικά λατομεία, που μεταφέρονταν δια θαλάσσης στην πόλη. Οι εργασίες εκτελούνταν με δαπάνη εν μέρει του Δημοσίου και εν μέρει από τοπική φορολόγηση. Τις εργασίες εκτελούσαν κάτοικοι της υπαίθρου, υπόχρεοι σε αγγαρεία, γεγονός που προκαλούσε σοβαρές δυσαρέσκειες και καθυστερήσεις στο έργο.
Τις εργασίες επέβλεπαν ειδικοί μηχανικοί από τη Βενετία και τοπικοί αξιωματούχοι. Αρχικά έγινε η χάραξη στο έδαφος πάνω στο βασικό σχέδιο του μηχανικού Sanmicheli, που ωστόσο τροποποιήθηκε στη συνέχεια, και ακολούθησε η εκσκαφή για τη θεμελίωση των προμαχώνων. Το βραχώδες έδαφος, που φαίνεται ότι αναζητήθηκε επίμονα, υπήρξε ο κύριος λόγος της μέχρι σήμερα καλής διατήρησης του μνημείου. Η κύρια όψη των οχυρώσεων οικοδομήθηκε με ορθογωνισμένους ψαμμίτες και άφθονο ασβεστοκονίαμα, που δημιουργούσε παχύ ακανόνιστο αρμό. Το τείχος είναι κτισμένο κατά πολύ παχύτερο στη βάση του, με την χαρακτηριστική κλίση (scarpa), με σταδιακή μείωση του πάχους του μέχρι το σημείο που επιστέφεται από το ημικυλινδρικό κορδόνι, πάνω στο οποίο στηρίζεται το κτιστό θωράκιο, μικρού πάχους καλυμμένο από λευκό κονίαμα. Ορισμένες γωνίες των προμαχώνων, όπως του Lando, είναι κτισμένες από αδρά επεξεργασμένους ογκόλιθους, τοποθετημένους με την τεχνική του pugnato. Η τεχνική αυτή είχε χρησιμοποιηθεί και στην κατασκευή της κεντρικής πύλης, Porta Retimiotta. Λιγότερο προσεγμένη αρχιτεκτονικά ήταν η ανατολική πύλη, η Porta Sabbionara, που σώζεται με μετατροπές της τουρκοκρατίας.
Η εσωτερική πλευρά του τείχους ήταν κτισμένη από αργούς λίθους κολυμπητούς μέσα σε πλούσιο ασβεστοκονίαμα και παρουσιάζει μεγάλη συνοχή. Στην ανατολική cortina και εσωτερικά του προμαχώνα Piatta Forma έχουν εντοπιστεί πυκνές, ορθογώνιες εσωτερικές αντηρίδες, που ενίσχυαν την αντοχή του τείχους και ήταν καλυμμένες από τα χώματα των επιχωματώσεων. Ο εσωτερικός τοίχος, που συγκρατεί τις επιχωματώσεις προς την πλευρά της πόλης, ήταν κτισμένος από αργούς λίθους, με άφθονο ασβεστοκονίαμα περιορισμένης όμως αντοχής εξαιτίας της απουσίας ενίσχυσης με σκάρπα. Για το λόγο αυτό έχει καταστραφεί σε πολύ μεγάλη έκταση, ιδίως στην ανατολική πλευρά, ενώ σε πολλά σημεία παρουσιάζει απόκλιση. Για τις επιχωματώσεις χρησιμοποιήθηκαν τα χώματα από την επιτόπου εκσκαφή της τάφρου.
Τις οχυρώσεις περιβάλλει πλατιά ξηρά τάφρος, που είχε στόχο την παρεμπόδιση της προσέγγισης του εχθρού στα τείχη. Στην ανατολική και τη δυτική πλευρά μεγάλο μέρος της τάφρου έχει σκαφτεί σε βραχώδες έδαφος, πάνω στο οποίο και έχουν θεμελιωθεί οι οχυρώσεις. Οι λίθοι από τις εκσκαφές χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την κατασκευή των μη ορατών τμημάτων της τοιχοποιίας. Το αντιτείχισμα, που συγκρατεί τα απέναντι του τείχους πρανή είναι κτισμένο επίσης από κοινή τοιχοποιία, η οποία σε πολλά σημεία, ιδίως στη δυτική πλευρά, έχει καταρρεύσει από τις ωθήσεις.
Παρά την καλή κατασκευή των οχυρώσεων των Χανιών, η αντοχή τους ήταν περιορισμένη απέναντι στη σύντομη πολιορκία των Τούρκων, το καλοκαίρι του 1645. Στις επιφάνειες του προμαχώνα Lando εντοπίζονται εκτεταμένες επισκευές μετά από ισχυρούς κανονιοβολισμούς. Σε σημεία μάλιστα του προμαχώνα είχαν εντοπιστεί επί της όψης των τειχών τουρκικές επιγραφές με τα ονόματα των τεχνιτών. Εκτεταμένες επισκευές διακρίνονται στην πύλη Sabbionara με δραστικό περιορισμό του ανοίγματός της και ανακατασκευή της επένδυσης του συνεχόμενου τείχους. Ανάλογες επεμβάσεις είχαν γίνει και στην κατεδαφισμένη σήμερα Porta Retimiotta. Επισκευές αναφέρονται από τον Gerola στον προμαχώνα Piatta Forma. Στον επιπρομαχώνα Lando εντοπίζονται εκτεταμένες επεμβάσεις και σε ένα σημείο της νότιας πλευράς η κατεδάφιση μεγάλων τμημάτων της τοιχοποιίας, τα οποία εν συνέχεια ενσωματώθηκαν στην ανακατασκευή.
Το τέλος της τουρκοκρατίας και την υποβάθμιση του ρόλου των οχυρώσεων ακολούθησαν εκτεταμένες κατεδαφίσεις τμημάτων των οχυρώσεων για την επικοινωνία της παλιάς με τη νέα πόλη. Τα τελευταία χρόνια έχουν πραγματοποιηθεί από τη 13η Εφορία Βυζαντινών Αρχαιοτήτων εργασίες στερέωσης και αποκατάστασης των οχυρώσεων στα εξής σημεία: Στο ανατολικό και το νότιο τείχος έγινε πλήρωση ενός μεγάλου αριθμού οπών, που είχαν ανοιχτεί στο πάχος της τοιχοποιίας, με χρήση αργών λίθων και ασβεστοκονιάματος. Αποκαλύφθηκε το δυτικό τμήμα του προμαχώνα Piatta Forma και ανακατασκευάστηκαν τα ανώτερα τμήματά του, που είχαν κατεδαφιστεί με την οικοδόμηση της Δημοτικής Αγοράς. Ανάλογη αποκατάσταση έγινε σε τμήμα του νοτιοανατολικού τείχους, που αποκαλύφθηκε στο προαύλιο του 7ου Δημοτικού Σχολείου, καθώς και στο συνεχόμενο προμαχώνα Santa Lucia. Εκτεταμένες εργασίες αποκατάστασης μεγάλου ρήγματος που είχε προέλθει από θαλάσσια υποσκαφή έγιναν και στον προμαχώνα Moncenigo. Στερεώσεις και ανακατασκευή του θωρακίου έγινε και στον προμαχώνα Lando. Εκτεταμένες εργασίες στερέωσης της περιμετρικής τοιχοποιίας πραγματοποιήθηκαν στον επιπρομαχώνα του Αγίου Νικολάου, όπου πραγματοποιήθηκε ανακατάταξη των επιχωματώσεων σε μεγάλη έκταση, ανακατασκευή των κανονιοθυρίδων και του περιμετρικού λιθόστρωτου, καθώς και του κεκλιμένου επιπέδου ανόδου. Μικρότερης έκτασης επεμβάσεις έγιναν και σε άλλα σημεία των οχυρώσεων.
Στις επεμβάσεις στα τείχη των Χανιών χρησιμοποιούνται μόνο οι παραδοσιακές μέθοδοι κατασκευής και η χρήση των κατάλληλων υλικών. Έτσι η αποκατάσταση της επένδυσης του τείχους γίνεται με υλικό από το αρχικό λατομείο, ενώ για την πλήρωση ανοιγμάτων στις επιφάνειες του τείχους έχει χρησιμοποιηθεί ισχυρή τοιχοποιία. Ανάλογες επεμβάσεις έχουν πραγματοποιηθεί στον ενετικό λιμενοβραχίονα και στο Rivellino del Porto (σήμερα γνωστό ως Φρούριο Φιρκά). Στόχος είναι η ανάκτηση όσο το δυνατό μεγαλύτερου μέρους των οχυρώσεων της πόλης με τον καλύτερο δυνατό τρόπο, ώστε να μη δημιουργείται πλαστή εικόνα. Παράλληλα προχωρούν σε ικανοποιητικό βαθμό και οι δαπανηρές ενέργειες απαλλοτρίωσης των τάφρων και άλλων σημείων. Η συνέχιση και εντατικοποίηση του έργου της αποκατάστασης του σημαντικού αυτού μνημείου είναι επιβεβλημένη.