Στα μέσα του 15ου αι. προέβαλε άμεση και επιτακτική η ανάγκη να ληφθούν ριζικά μέτρα για την εξασφάλιση της άμυνας του Χάνδακα. Τα παλιά βυζαντινά τείχη, παρά τις συμπληρώσεις και τις επισκευές που έγιναν από τους Βενετούς τους πρώτους διόμισι αιώνες της κυριαρχίας τους, ήταν πλέον εντελώς ανεπαρκή και ξεπερασμένα. Με κατακόρυφες τις παρειές τους και χωρίς ενίσχυση προς το εσωτερικό του περιβόλου, κατασκευασμένα για να αντέχουν στις επιθέσεις των μεσαιωνικών όπλων και όχι στις κρούσεις των νέων πυροβόλων, ήταν αδύνατο να ανταπεξέλθουν στα νέα δεδομένα του πολέμου.
Ένα πρόσθετο και σοβαρότατο πρόβλημα για την άμυνα του Χάνδακα αποτελούσαν τα εκτεταμένα προάστειά του. Έτσι όπως είχαν εξαπλωθεί, καταλάμβαναν όλη τη δυτική και νότια περιοχή έξω από το παλιό φρούριο, έχοντας από καιρό πάψει να είναι προάστεια. Αποτελούσαν, ουσιαστικά, αναπόσπαστο τμήμα της πόλης. Ήταν απαραίτητο, λοιπόν, να κατασκευαστεί ένας ευρύτερος οχυρός περίβολος που να περιβάλλει τόσο την παλιά πόλη όσο και τις γύρω απ' αυτήν κατοικημένες περιοχές. Και βέβαια, ο νέος αυτός περίβολος για να μπορέσει να ανταποκριθεί στο ρόλο του και να προστατεύσει αποτελεσματικά το Χάνδακα, έπρεπε να σχεδιαστεί και να κατασκευαστεί σύμφωνα με τους κανόνες της νέας οχυρωματικής τέχνης. Είναι χαρακτηριστικό το γεγονός ότι οι Βενετοί, επιδεικνύοντας για άλλη μια φορά ευρύτατο πνεύμα στο σχεδιασμό των μεγάλων δημόσιων τεχνικών έργων τους, επέλεξαν να οχυρώσουν μια εκτεταμένη περιοχή, αρκετά μεγαλύτερη από την έως τότε κατοικημένη ζώνη. Εξασφάλισαν έτσι σημαντικού εμβαδού ελεύθερες εκτάσεις μέσα στο φρούριο, όπου υπήρχαν λαχανόκηποι, περιβόλια και μύλοι, πράγμα που αποδείχτηκε πολύτιμο την περίοδο της πολιορκίας. Παράλληλα, έδωσαν τη δυνατότητα στην πόλη να αυξήσει την επιφάνεια της αστικής γης τόσο, όσο οι ίδιοι προέβλεπαν ότι θα ήταν αναγκαίο κατά τα επόμενα χρόνια.
| Το 1518 η Βενετία έστειλε στο Χάνδακα τον έμπειρο στρατηγό Giano da Campofregoso με το Sebastiano Moro, προβλεπτή του στόλου, οι οποίοι επιθεώρησαν, μελέτησαν τη διαμόρφωση του εδάφους και σχεδίασαν σε γενικές γραμμές ένα προσχέδιο των νέων οχυρώσεων που περιλάμβανε όλα τα προάστεια και την παλιά πόλη. Ακολούθησε η αποστολή του Gabril Tadini da Martinengo μαζί με άλλους στρατιωτικούς αρχηγούς για να μελετήσουν επί τόπου το προσχέδιο του Campofregoso που άρεσε σε όλους. |  |
Το 1520 χτίζεται ο προμαχώνας Μαρτινέγκο στην κορυφή του τριγώνου του προσχεδίου. Αλλά οι διαφορετικές απόψεις των ειδικών για την άμυνα του Χάνδακα πολλαπλασιάστηκαν με αποτέλεσμα να καθυστερήσει χρόνια το έργο. Το 1538 η Βενετία αποφάσισε να στείλει στην Κρήτη τον ικανότερο αρχιτέκτονα στρατιωτικών έργων σύγχρονων απαιτήσεων Michele Sammicheli, ο οποίος διόρθωσε και συμπλήρωσε το ήδη εκτελούμενο σχέδιο του Campofregoso.
Οι εργασίες, οι συμπληρώσεις και βελτιώσεις του νέου φρουριακού περιβόλου του Χάνδακα, οι επισκευές του παλιού θαλάσσιου τείχους και η σύνδεσή του με τα νέα τείχη, συνεχίστηκαν μέχρι τα χρόνια της πολιορκίας.
Τα νέα τείχη του Χάνδακα είναι η τελευταία λέξη της οχυρωματικής τέχνης του 16ου και 17ου αι. και το απέδειξαν. Αντιστάθηκαν ένα τέταρτο του αιώνα στην πολιορκία του ισχυρότερου στρατού της εποχής εκείνης. Γι' αυτό ακριβώς το λόγο ο φρουριακός περίβολος της πρωτεύουσας του "Βασιλείου της Κρήτης" αποτελεί το σπουδαιότερο μνημείο οχυρωματικής τέχνης όλης της Ευρώπης.
Αν ο σχεδιασμός και η οργάνωση της κατασκευής των φρουρίων και των άλλων δημόσιων έργων της Κρήτης οφείλονται στους Ευρωπαίους αρχιτέκτονες και μηχανικούς, η ίδια η κατασκευή των κάθε είδους τεχνικών έργων της περιόδου της Βενετοκρατίας στο νησί, είναι αποτέλεσμα της επίπονης και σκληρής εργασίας των Κρητικών. Για την πραγματοποίηση των σχεδίων της Βενετίας έπρεπε να εξασφαλιστεί ένας μεγάλος αριθμός εργατικών χεριών. Αυτά βρέθηκαν από την κατώτερη κοινωνική τάξη, τους κατοίκους της υπαίθρου και τους χωρικούς. Στις πλάτες των ανθρώπων αυτών φορτώθηκε ένα τεράστιο έργο που ουσιαστικά μετέβαλλε ένα τμήμα του πληθυσμού για ορισμένο διάστημα κάθε χρόνο, από "υπηκόους" σε δούλους της Βενετίας. Δημιουργήθηκε έτσι ο θεσμός των αγγαρειών, που βάρυνε αποκλειστικά τον αγροτικό πληθυσμό. Όλοι οι άντρες αγρότες που είχαν ηλικία από 14 ως 60 χρόνων και ήταν ικανοί για εργασία, ήταν υποχρεωμένοι να εργάζονται για ορισμένες μέρες κάθε χρόνο στα δημόσια έργα χωρίς να πληρώνονται. Κάθε αγγαρεία αντιστοιχούσε σε χρονικό διάστημα έξι ημερών. Οι δυστυχισμένοι αυτοί άνθρωποι έχτισαν με το αίμα και τον ιδρώτα τους τα τείχη εκείνα από τα οποία αποκλείστηκαν σε καιρό πολέμου, μένοντας εκτεθειμένοι στη διάθεση του εχθρού. Το φρούριο προστάτευσε εκείνους που δεν κατέβαλαν καμία δαπάνη και δεν υποβλήθηκαν σε κανένα κόπο για την ανέγερσή του.
Το σχήμα των τειχών μοιάζει με ένα, περίπου, ισοσκελές τρίγωνο, του οποίου η βάση είναι το βόρειο παραθαλάσσιο τμήμα και γωνία των σκελών η αιχμή του προμαχώνα Μαρτινέγκο. Το κύριο κατασκευαστικό στοιχείο του φρουρίου είναι οι τεράστιες επιχωματώσεις, οι οποίες, ως ένας συνεχής περιμετρικός λόφος περιέβαλαν την πόλη. Οι χωμάτινοι όγκοι, προς το εσωτερικό της πόλης ήταν διαμορφωμένοι σε πρανές με ήπια κλίση, ενώ προς την εξωτερική πλευρά είχαν διαμορφωθεί με έντονη κλίση. Την επιφάνειά τους συγκρατούσε ισχυρή λίθινη επένδυση. Η κλίση της δεν ήταν ενιαία σε όλη την περίμετρο των τειχών, αλλά παρουσίαζε διαφοροποιήσεις και ήταν άλλοτε περισσότερο και άλλοτε λιγότερο έντονη. Αν εξαιρεθεί ένα μικρό τμήμα της οχύρωσης, εκείνο που αντιστοιχεί στον προμαχώνα Βιττούρι και στην ανατολική πλευρά του ευθύγραμμου τμήματος μεταξύ των προμαχώνων Βιττούρι - Ιησού, όλο το υπόλοιπο τμήμα της περιμέτρου του χερσαίου τείχους έχει δημιουργηθεί αποκλειστικά με επιχωματώσεις, οι οποίες συγκρατήθηκαν προς την εξωτερική πλευρά με λίθινη επένδυση. Το ίδιο ισχύει και για το παράκτιο τείχος.
Με τις επιχωματώσεις δημιουργήθηκε ένα μεγάλο πολύγωνο. Στις ακμές του πολυγώνου κατασκευάστηκαν οι προμαχώνες, οι οποίοι συνδέονται μεταξύ τους με ευθύγραμμα τμήματα τείχους. Η αλληλοδιαδοχή προμαχώνων και ευθυγράμμων τμημάτων γίνεται κανονικά στη νοτιοανατολική, νότια και δυτική πλευρά του πολυγώνου. Στην ανατολική πλευρά όμως το φυσικό ανάγλυφο του εδάφους ανάγκασε τους κατασκευαστές να διαμορφώσουν διαφορετικό τον οχυρό περίβολο στο τμήμα αυτό, δημιουργώντας μία "ανάποδη πλατφόρμα".
Η εξωτερική πλευρά του τείχους από τον προμαχώνα Σαμπιονάρα μέχρι τον προμαχώνα Παντοκράτορα ενισχύθηκε στη βάση της λίθινης επένδυσης με ένα είδος κρηπίδας, στο εσωτερικό της οποίας υπήρχε περιμετρική υπόγεια διάβαση. Τα τείχη περιέβαλε τάφρος, η οποία δημιουργήθηκε από τις εκσκαφές των χωμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για να σχηματιστούν οι επιχωματώσεις του περιμετρικού χωμάτινου λόφου. Η τάφρος του Χάνδακα ήταν ξηρή, είχε δηλαδή σχεδιαστεί για να μη γεμίζει νερό. Στην απέναντι από το τείχος πλευρά η τάφρος κατέληγε σχεδόν κατακόρυφη και επενδυμένη με τοιχοποιία. Σε καιρό ειρήνης ο χώρος της μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την καλλιέργεια κηπευτικών και τη βοσκή ζώων.
Τη δεκαετία του 1970 αρχίζει μεγάλη προσπάθεια καθαρισμού, επισκευής και συμπλήρωσης των κατεστραμένων τμημάτων του μνημείου με οδηγίες του Υπουργείου Πολιτισμού. Την εποχή αυτή πραγματοποιούνται πολλές εργασίες: καθαρίζονται τα ισόπεδα και συμπληρώνονται τα parapetti των τειχών, καθαρίζονται οι χαμηλές πλατείες και συμπληρώνονται, σε ορισμένες απ' αυτές, οι κανονιοθυρίδες, καθαρίζονται οι περισσότερες πύλες και επισκευάζεται η τοιχοποιία τους.
Στην περίμετρο της οχύρωσης δεσπόζουν επτά επιβλητικοί προμαχώνες και οχτώ πύλες για τα οποία θα μιλήσουμε στη συνέχεια.