Археологи раскопали более половины всей крепости. Она имеет форму четырехугольника, обведенного кирпичными стенами с многочисленными башнями. Стены почти везде разобраны до основания местными жителями, использовавшими кирпич для современных построек. Размеры крепости 193,5x133,5 м. Толщина стен 3,75 м. Квадратные башни построены без фундаментов – прямо на выровненном материке. Главный въезд в крепость находился в пролете северо-западной башни. Поперечная стена разделяла крепость на две части. Меньшая, юго-восточная, не имела никаких наружных выходов – это была, очевидно, цитадель. Внутри нее, в южном углу, стояла квадратная в плане башня-донжон.
Несмотря на участие византийцев, крепость сооружена в местных (варварских) традициях: возведены мощные валы и рвы, отделяющие мыс от основного берега, стены построены без фундаментов, внутренняя площадь крепости разделена на несколько частей. Византийцы, возможно, посоветовали использовать кирпич для стройки, но в каганате кирпичное строительство уже хорошо знали и до этого – размеры кирпичей в Саркеле не византийские.
М. И. Артамонов полагает, что миссия Петроны была скорее дипломатической и шпионской, чем строительной. Недаром Константин Порфирородный писал, что Петрона по возвращении на родину представил подробный доклад о положении на востоке и о возможностях, открывающихся для империи в связи с некоторым ослаблением каганата.
Крепость Саркел просуществовала всего одно-два десятилетия. Затем ее начали заселять постепенно прибывающие жители. Когда на территории крепости не осталось ни клочка свободного пространства, кирпичные сооружения стали частично перепланироваться и разбираться. Из освободившегося кирпича строили вымостки для юрт, очажки и т. п. Большая площадь, огражденная валом, использовалась, видимо, в качестве загона для скота во время осады, а также для размещения купеческих караванов, проходивших через Саркел.
Этнический состав населения города был довольно пестрым. Судя по керамике и различным типам жилищ, в юго-западной части жили болгары, в северо-западном углу – какая-то группа славян и в цитадели – тюрки (гузы, хазары). Этот тюркский гарнизон охранял город и путь, на котором он стоял, от внешних врагов, взимал пошлину с купцов, проезжавших по реке и по сухопутной дороге, которая проходила мимо Саркела с юга на север.
Многочисленные привозные вещи свидетельствуют об оживленных торговых связях этого города с Закавказьем, Средней Азией, Крымом, Византией.
В городе жили не только торговцы, но и ремесленники: гончары, ювелиры, кузнецы. Продукция их расходилась среди окрестного населения. Торговля и ремесло превратили крепость, сооруженную в основном для охраны северо-западных границ каганского домена, в цветущий город.
Вместе с новыми городами, выраставшими из замков, во второй половине VIII в. начали отстраиваться разрушенные гуннами приморские города. Арабские источники их не упоминают, поскольку арабов они не интересовали, зато несколько морских портов перечислены в списке городов кагана Иосифа и два или три города названы в сочинениях византийских авторов.
В настоящее время некоторые из них уже хорошо известны археологам. Самкерц (Константин Порфирородный называл его Таматарха, а русские именовали Тмутараканью) расположен на мысу Таманского полуострова, на берегу Керченского пролива, в станице Таманской.
Это был крупнейший перевалочный пункт, где скрещивались многие морские и сухопутные дороги. Город возник на развалинах античной Гермонассы, и, судя по археологическим материалам, жизнь в нем не прекращалась даже в тяжелый период после нашествия гуннов.
Городище представляет собой огромный холм культурных напластований высотой 10—15 м. Волны Азовского моря постоянно размывают берег, и треть городища уже обрушилась в море (размеры оставшейся части 300 Х 200 м). В плане оно неправильно трапециевидное, с двух сторон ограничено глубокими оврагами, а с третьей – соленым озерцом или заливчиком, ныне пересохшим.