Στην είσοδο της Λευκάδας, κοντά στην Αμμόγλωσσα, υψώνεται το εντυπωσιακό κάστρο της Αγίας Μαύρας, πρότυπο οχυρωματικής αρχιτεκτονικής του Μεσαίωνα με κεντρικό πυρήνα σε σχήμα ακανόνιστου επταγώνου που ενισχύεται στις γωνίες από επτά προμαχώνες και τρία εξωτερικά προτειχίσματα. Προστάτευε την πρωτεύουσα από την πρώτη δεκαετία του 14ου αιώνα ως το 1684. Σύμφωνα με ενδείξεις, στη θέση που χτίστηκε υπήρχε στην αρχαιότητα ναός της Αφροδίτης Αινειάδος.
Σύμφωνα με την παράδοση, το πρώτο περιτείχισμα έγινε κοντά στα 1300 από τον Ενετό ηγεμόνα Ιωάννη Ορσίνι που πήρε τη Λευκάδα ως προίκα, όταν παντρεύτηκε την κόρη του Δεσπότη της Ηπείρου Νικηφόρου του Α΄. Το 1479 το κατέλαβαν οι Τούρκοι, οι οποίοι επί Βαγιαζίτ του Β΄ κατασκεύασαν μια μεγάλη γέφυρα με 360 τόξα σε πεσσούς, που στήριζαν τους πήλινους αγωγούς μέσω των οποίων μεταφερόταν στο κάστρο το νερό από μια πηγή που υπήρχε στην περιοχή της Μεγάλης Βρύσης. Το έργο αυτό καταστράφηκε από τους σεισμούς, αλλά κάποιοι από τους πεσσούς βρίσκονται ακόμη μέσα στη λιμνοθάλασσα.
Στο εσωτερικό του φρουρίου διατηρούνται ερείπια κτιρίων της Ενετοκρατίας -στρατώνες, αποθήκες πυρομαχικών, κτίρια διοίκησης, νοσοκομείο, κατοικίες- που δέχθηκαν επεμβάσεις στην περίοδο της αγγλικής κατοχής. Στον μικρό προμαχώνα της ΒΔ πλευράς υπάρχει ο φάρος και το κενοτάφιο του Davis, ενώ στον ανατολικό βρίσκεται η εκκλησία της Αγίας Μαύρας. Από αυτή την εκκλησία πήρε το όνομά του το κάστρο, η περιτειχισμένη πόλη και οι συνοικισμοί που βρίσκονται απ’ έξω.