La construcción de este castillo comenzó en el siglo XII, si bien durante el siglo XIV se llevaron a cabo diversas reformas completándose también sus dependencias conventuales. También durante los siglos XVIII y XIX se acometieron diversas reformas, hasta que por fin, llegado el siglo XX, es convertido en Parador Nacional.
Sus orígenes se remontan a los restos de un castro romano allí asentado y muy posiblemente a una alcazaba musulmana.Toda la fortaleza junto con la villa fue otorgada, en 1179 a la Orden Militar de Calatrava por el entonces rey Alfonso II de Aragón, convirtiéndose así en castillo-convento y sede de la encomienda mayor de dicha orden en Aragón. Fue uno de los muchos castillos en los que se alojó el rey Jaime I el Conquistador en su camino de conquista a Valencia. Este castillo es el más grande y complejo de todos los existentes en la provincia de Teruel, con edificaciones de todas las épocas y estilos artísticos desde el románico del siglo XII al barroco del XVIII, que conviven en armonía y contribuyen a la fascinación, un tanto pintoresca, que despiertan los monumentos heterogéneos.
Su estructura es conventual, con iglesia y claustro, y para comprenderla hay que considerar que fue asiento de la ya mencionada orden de Calatrava.
Posee unas grandes dimensiones y está rodeado por un recinto de murallas, parcialmente adosadas a las laderas de la loma y un tanto modernizadas y adecuadas a la fusilería, con aspilleras, durante las guerras carlistas, entrándose por un largo camino, protegido por un muro, que termina en el arco principal de entrada.
En el interior del recinto se eleva independientemente el castillo-convento, cuya planta dibuja un trapecio. Su edificio más llamativo es la grandiosa mansión que el comendador D. Felipe de Borbón, hijo de Felipe V, edificó en el siglo XVIII con suntuosa fachada palaciega, flanqueada por dos torreones con portada barroca y rematada por la típica galería aragonesa de arcos semicirculares. En el interior destacan la escalera, los salones y el pórtico con columnas.
Al fondo del patio central, descubierto se encuentran los edificios medievales, de estructura conventual, destacando la capilla románica, formada por una nave abovedada de cañón apuntado, adornada por linda portada y ventanas del mismo estilo, más el sepulcro renacentista del comendador Lanuza, cuyo nombre recibe asimismo la torre situada junto a la cabecera.
La portada románica se abre al atrio, sobre el cual se alza la robusta Torre del Homenaje, de gran presencia, de varias plantas, adornada por ventanas góticas y con valiosas pinturas góticas de transición, en estructura arquitectónica semejante a la sala capitular de Sigena. Aparecen los emblemas de Calatrava y Cervello; una como rueda de la fortuna con las inscripciones "regno, regnavit, regnabo"; un trovador en un árbol, un zorro frente a un gallo, un letrado, un rey ecuestre, un segador, un recolector de grano, un vinatero, un hortelano, un dulero, un matarife y unos carpinteros. También, dos castillos y dos ejércitos acampados, tres damas despidiendo a un jinete, un ejército musulmán, un ejercito desembarcado castillo con los blasones de los Alagón, Cornell, Luna y Aragón, otro ejercito en marcha, etc.
Adosado al muro meridional de la iglesia se encuentra el claustro, de sobrio estilo protogótico, con macizas arcadas apuntadas y abundantes laudas sepulcrales; su portada exterior es románica, mucho más sobria que la anterior.
Junto a la Torre del Homenaje pueden apreciarse las ruinas de una sala que debió ser el refectorio, y recientemente se han excavado allí los cimientos de dos torres rectangulares, la del ángulo y otra en el lado oriental.
Del recinto amurallado de la ciudad tan sólo quedan una torre y algunos vestigios de muros.