为钢筋混凝土结构，明代旧砖石墙壁则基本保留。“镇海层楼”为清代羊城八景之一；“越秀层楼”则为现代羊城八景之一。镇海楼俗称「五层楼」，被誉为「五岭以南第一楼」、“岭南第一胜览”。1929年镇海楼被辟为广州市立博物院院址。1989年6月，镇海楼被列为广东省文物保护单位；2013年3月，被列为第七批全国重点文物保护单位。
建筑.镇海楼坐北朝南，楼高28米，下两层围墙用红石砌筑，其余层为青砖墙，底层墙厚3.86米，以上逐层递减，总体呈长方体状。歇山顶，复檐五层，覆绿琉璃瓦，饰有石湾鳌鱼花嵴