Интересът към средновековния Търновград датира още от османския период, когато чуждестранни пътешественици и мисионери описват неговата природна красота и укрепена част, особено цитаделата Царевец. През XIX век вниманието към града се засилва, тъй като той е бил столица на значима европейска държава. Археологическите проучвания започват в края на XIX век и продължават с прекъсвания до наши дни, разкривайки множество сгради, крепостни стени и артефакти, които дават представа за градоустройството, архитектурата и живота в града.
Средновековният Търновград е разположен върху два основни хълма – Царевец и Трапезица, разделени от река Янтра, както и върху прилежащи терени, включително кварталите „Новия град“ и Френкхисар – квартал на чужденците. Теренът е силно пресечен и разнообразен, което налага специфичен подход при укрепването и застрояването. Високите хълмове са предпочитани за обитаване поради стратегическите им предимства, въпреки трудностите с водоснабдяването.
Крепостната система на Царевец е най-добре проучена. Стените следват скалния релеф и образуват неправилен триъгълник с множество чупки и контрафорси. Те са изградени от ломени камъни, споени с бял хоросан, и съдържат дървени греди за укрепване. Главният вход на крепостта е сложна система от три порти и четириъгълни кули, защитавани с дървен мост. Освен него има още два входа – Малката порта и Френкхисарската порта, всяка с бойни кули и защитни съоръжения.
Вътрешното застрояване на Царевец включва патриаршеския комплекс, разположен на равна площадка на върха на хълма, и царския дворец, разположен на североизточния склон. Патриаршеският комплекс е укрепен с крепостна стена и включва жилищни и религиозни сгради, като е претърпял няколко строителни периода. Дворецът също е бил укрепен и пригоден за самостоятелна отбрана, с двуетажна тронна палата и жилищни помещения, строени през управлението на Иван Асен II и Иван Александър.
Жилищата и стопанските сгради са гъсто разположени около църквите и манастирите, образувайки квартали с тесни, криви улици. На хълма Трапезица са разкрити множество малки църкви, вероятно семейни болярски храмове, с богата стенописна украса, включваща военни светии и боляри с доспехи. В кварталите между хълмовете доминират манастири и църкви, като манастирът „Св. 40 мъченици“ и манастирът при „Св. Димитър“ са особено впечатляващи.
Социалният състав на града е разнообразен – освен царя, патриарха и болярите, в Търновград са живели занаятчии, търговци, духовници, военни и други прослойки. Археологическите находки показват наличие на различни занаяти като зидарство, ковачество, грънчарство, дърводелство и шивачество. Търговията е била развита, като са открити монети от различни емисии и следи от чуждестранни търговци.
Етническият облик на града е пъстър. Основното население са българи от различни социални слоеве. В града е имало значителна еврейска община с отделен квартал, както и арменци, гърци, власи, татари и други малцинствени групи. Някои чужденци са оставали в града и са се интегрирали, създавайки семейства и допринасяйки за културното и социално разнообразие.
Търновград е бил не само политически и военен център, но и културен и духовен. В него са функционирали известни строителни, книжовни, художествени и керамични школи, чиито традиции са разпространявани из цялата страна и в съседни държави. Архитектурният облик на града, съчетан с неговата топография, създава уникален силует, който е бил впечатляващ и функционален за отбраната и ежедневието на неговите обитатели.