Depuis le XVI^e siècle, l’enceinte romaine de Nîmes a suscité de nombreuses études, dessins et interprétations, parfois très suggestifs, voire spéculatifs. Plus récemment, des recherches plus rigoureuses ont été menées grâce à des fouilles, des sondages et des relevés topographiques détaillés. Trois travaux se détachent parmi les plus importants : le livre fondamental de Pierre Varène en 1992, la thèse de Martial Monteil publiée en 1999, et un article de synthèse de Richard Pellé paru en 2022 qui actualise ces connaissances. Parallèlement, un atlas topographique en cours permet de redessiner finement le tracé de l’enceinte.

Cette enceinte, longue d’environ 6,5 kilomètres, comportait environ 80 tours, dont 25 ont été identifiées ou partiellement dégagées. Les trois quarts de son tracé suivent les crêtes des sept collines de Nîmes, enfermant une surface d’environ 230 hectares. Cependant, seule une partie (environ 130 ha) était réellement urbanisée ; le reste, situé sur les pentes, semble avoir été occupé par des cultures.

La hauteur du mur de courtine est évaluée à un peu moins de 9 m au départ de la Tour Magne, où seule une petite portion conservée du chemin de ronde a pu être observée, à laquelle se rajoute la hauteur du parapet crénelé de 1,80 m. Certaines parties à très fort dénivelé devaient atteindre jusqu’à 20 m de hauteur (le rocher de Canteduc). Les tours devaient avoisiner les 15 m de haut hormis la Tour Magne qui culminait à plus de 36 m, tour de guet mais aussi édifice à forte connotation symbolique.

L’enceinte comportait trois portes principales (à plusieurs passages charretiers et piétons) dont deux sont connues (la porte d’Auguste à l’est et la porte d’Espagne au sud - desservant la via Domitia) et une supposée (la porte nord du Cadereau à l’ouest) ainsi qu’au moins 2 ou 3 portes secondaires (à un seul passage charretier).
Une douzaine de poternes complétait l’ensemble, réparties régulièrement entre les portes, et souvent associées à des tours spécifiques.

La technique de construction allie opus vittatum (moellons liés au mortier de chaux) pour les murs, opus caementicium (blocage interne en éclats de pierre), et opus quadratum (grand appareil) pour les parties nobles : linteaux, corniches, parapets, ou encore les portes monumentales. Les poternes ou les portes des tours possèdent des piédroits en moyen appareil.

Tous ces matériaux proviennent des carrières locales de calcaire froid. En 1987, Jean-Claude Bessac avait avancé des estimations de volume, aujourd’hui largement révisées : on parle désormais de 160 000 m^³ de maçonnerie, dont 140 000 m^³ de pierre pour un poids dépassant 320 000 tonnes — soit trois fois l’amphithéâtre de Nîmes.

Les recherches montrent que l’enceinte a été construite en une seule campagne, bien qu’elle ait été réalisée par plusieurs équipes de maçons, tailleurs de pierre ou manœuvres, comme l’indiquent des variations de largeur ou des ruptures visibles dans la maçonnerie.

Les datations des objets trouvés dans les couches de construction (monnaies, céramiques) permettent de situer la durée du chantier entre 5 et 25-30 après J.-C., soit bien après l’autorisation impériale accordée en 16-15 avant J.-C. par Auguste, comme l’indique l’inscription sur la porte d’Auguste. Elle fait toutefois pleinement partie du programme édilitaire augustéen, aux côtés du forum ou du sanctuaire.

L’enceinte de Nîmes se démarque des autres enceintes connues, construites au début de l’empire romain ou durant le I^er siècle après J.-C., par plusieurs caractéristiques uniques : la multiplicité des formes des tours, leurs dimensions exceptionnelles, et leur positionnement systématique hors les murs de courtine.
En effet, la ville de Nîmes est la seule dotée d’une enceinte où les tours assument des formes très variées en élévation sans que cela soit justifié par la présence d’une porte ou poterne. Il existe la série des tours à talon interne au mur de courtine, rectangulaires ou barlongues (rectangle avec un côté court externe hémicirculaire) et la série des tours à pédoncule (reliées au mur par un fort massif de maçonnerie et circulaire, octogonale ou décagonale). Quelques-unes sont atypiques comme une tour circulaire tangente au mur ou une tour reconnue et encore visible dans le sous-sol d’un immeuble, construite sur un plan ovoïde perpendiculaire au mur de courtine avec l’arrondi externe tronqué.

Contrairement aux enceintes connues de cette période du début de l’empire romain, celle de Nemausus est la seule à avoir toutes les tours externalisées alors que le plus souvent le mur de courtine se raccorde à la tour en son milieu ou au tiers, voire même prend place devant la tour comme pour les enceintes situées sur le limes germanique construites dans le courant du I^er siècle.

Les dimensions sont exceptionnelles. Certaines tours circulaires atteignent plus de 11 mètres de diamètre, contre 8 ou 9 ailleurs ; les tours barlongues dépassent 17 mètres de long et les tours rectangulaires font plus de 12 m de long. La longueur de l’enceinte de Nîmes la place aussi parmi les plus étendues du monde romain.  

Certaines de ces tours semblent encadrer des éléments remarquables : par exemple, deux tours rectangulaires flanquent la Tour Magne, peut-être pour en renforcer la valeur symbolique, comme l’ont suggéré Pierre Varène et Pierre Gros. Les tours barlongues semblent généralement disposées à proximité d’une poterne ou des portes d’entrée dans la ville. D’autres encadrent des ouvrages fonctionnels, comme une porte d’eau située au nord, permettant l’écoulement du Cadereau à la base du mur.      

Avec sa taille exceptionnelle, cette enceinte était inadaptée à une véritable défense militaire : trop vaste, construite en période de paix (la Pax Romana, qui a duré de 27 avant J.-C. à 180 après J.-C.), elle n’a sans doute jamais été utilisée à des fins défensives dans l’Antiquité. Pourtant, elle respecte les codes militaires : position dominante, créneaux, archères, herses, portes monumentales.

Cette enceinte est surtout un moyen affirmé de contrôler la circulation des personnes et sans doute des marchandises mais aussi de montrer toute la puissance romaine, la richesse de la ville de Nîmes et du peuple qui l’occupe, les Volques Arécomiques.

C’est aussi la mise en scène de la libéralité de l’Empereur Auguste et de sa famille (Agrippa son gendre et Caius et Lucius ses petits-fils), dans le cadre d’un vaste programme politique et symbolique.