El castillo de las Navas de Tolosa está conformado por un recinto amurallado con forma de trapecio y una torre de planta hexagonal situada en su ángulo noreste. Posiblemente existía un segundo recinto externo al que pertenecerían algunos lienzos visibles en el entorno del castillo.

El recinto de la fortificación, muy destruido, posiblemente fue construido en  tapial de argamasa sobre un basamento de mampostería, se adapta a la meseta rocosa sobre la que se asienta, utilizándola como cimentación y como parte de su defensa. En su interior se distinguen algunos tramos de muros que pertenecerían a dependencias internas y un posible aljibe. 

Se conservan dos accesos al interior de la fortaleza, la puerta principal estaba situada en su lado oeste, protegida por un muro acodado que apoya en un escarpe de roca natural. En el flanco oriental, junto a la torre, se abre una estrecha poterna parcialmente oculta por una roca que le da protección visual y crea un pasillo acodado para llegar hasta ella.

La torre, construida en un tapial muy compacto por su alto contenido de cal, conserva unos 14 m de alzado desde el exterior y tan solo dos desde el interior. En el enlucido exterior de la torre se aprecian aún unas líneas que formarían parte de algún tipo de decoración o simulación de grandes sillares, técnica conocida como falso despiece, sobre todo en la zona de la poterna. 

En su interior existe un espacio rectangular que ocupa gran parte de la estancia, dejando un pasillo estrecho que lo rodea. Posiblemente se trate de un aljibe para recoger y almacenar el agua de la lluvia, cuya cubierta sostendría el suelo del primer piso de la torre. 

Al noreste de la fortaleza se observan vestigios de un edificio rectangular con divisiones internas, quizá la ermita que se erigió poco después de la conquista cristiana. Otros muros que se distinguen en su entorno podrían evidenciar la existencia de una pequeña alquería. 

La zona de Despeñaperros ha atraído pobladores desde la Prehistoria por su escarpada orografía, en la que proliferan cuevas y abrigos, como por sus parajes naturales propicios para la sacralización. 

Pero fue su valor estratégico respecto a los pasos naturales que atraviesan Sierra Morena, por lo que se erigieron fortificaciones durante la Edad Media, e incluso en períodos anteriores, con el objetivo de controlar las vías de comunicación entre la Meseta y al-Ándalus. 

Aunque la pequeña meseta pudo estar habitada ya en la Edad del Bronce y en época romana, el Castillo de Navas de Tolosa, sería construido entre los siglos XI-XII por los musulmanes para el control de los pasos naturales de Despeñaperros. Años después, estos reforzarían su papel defensivo en un intento de frenar el avance de las tropas cristianas. Esta fortaleza se convirtió en una de las que “puertas” del paso del Muradal, junto con Castro Ferral, lo que le convertía en un objetivo a batir. Tras la batalla de las Navas de Tolosa quedará definitivamente en poder de Castilla. 

La fortaleza formó parte del escenario de uno de los hitos más destacados de la historia medieval peninsular, por su trascendencia en el avance de los reinos cristianos sobre al-Ándalus, la batalla de las Navas de Tolosa, librada el 16 de julio de 1212. Concebida como cruzada, fue una contienda en la que las rutas y pasos hacia la Meseta jugaron un papel fundamental. En ella se enfrentaron una coalición de reyes cristianos, Alfonso VIII de Castilla, Pedro II de Aragón y Sancho VII de Navarra, apoyados por el papa Inocencio III, contra el califa almohade Muhammad al-Nasir, en cuyo ejército se integraron combatientes procedentes del Magreb, de territorios subsaharianos y de contingentes turcos.

El 12 de julio de 1212, tropas al mando de Don Diego López de Haro tomaron el Puerto del Muradal. Dos días más tarde, tras ser bloqueados en el paso de la Losa, los cristianos acampan en el paraje conocido como Mesa del Rey, desde donde acudieron a la batalla, derrotando al ejército almohade.

Tras la victoria de los ejércitos cristianos, la fortificación de las Navas mantendría su importancia en la ruta del Muradal a lo largo del siglo XIII, convertida en uno de los puntos estratégicos para el control del paso de tropas durante la conquista del Alto Guadalquivir. En 1217 el arzobispo de Toledo se adjudicó los castillos de la región, con el consentimiento del papa Honorio III, quien los confirmó como límites de la archidiócesis toledana. 

Según las fuentes escritas este espacio fue repoblado por contingentes castellanos a lo largo del siglo XIII, derribándose su castillo en 1473 por mandato de la Ciudad de Baeza.

Durante el periodo islámico fue un enclave fundamental en la estrategia de posición avanzada tanto para emitir señales de hogueras y humos, como para albergar una guarnición que pudiese prevenir movimientos de tropas y proteger a los poblados cercanos de ataques cristianos.

Antes de que el tiempo la deteriorase irreversiblemente esta torre fue un eficaz elemento defensivo por la severidad de su construcción y la solidez de sus piedras. Con planta rectangular, fue construida en tapial de argamasa. En sus proximidades aún pueden verse los restos de otros muros que pudieron formar parte de la muralla que circundaba esta torre. Su estructura y técnica constructiva es muy similar a otras muchas fortalezas de la Sierra de Segura. En 1985 este inmueble fue declarado Bien de Interés Cultural.

Las fuentes escritas denominan a Hornos como Hisn, es decir, lugar fortificado. El recinto que se conserva en la actualidad es bajomedieval castellano, aunque conserva mimetizados algunos elementos islámicos. Es de forma ligeramente trapezoidal, con una gran torre del homenaje en su lado más amplio y otra menor, ambos en el lienzo sureste del recinto. En el interior del recinto, entre ambas torres, se sitúa el aljibe principal, de origen islámico.

En su lado sur se aprovechó la configuración rocosa del promontorio, construyéndose muros defensivos en los tramos vulnerables, mientras que la roca actuaba como defensa natural en el resto.

La torre del homenaje es de planta cuadrada y está realizada en mampostería, con las esquinas redondeadas, dividiéndose internamente en tres niveles.

La parte inferior tiene un podio rocoso que alberga un aljibe, al que se accede desde el primer piso. En esta planta se sitúa el acceso a la torre, a varios metros del suelo. Desde este segundo nivel se asciende, por una escalera empotrada en el muro, a un tercero, ambos con salas cubiertas con bóvedas de medio cañón. 

Esta torre y parte del recinto del castillo han sido restaurados, pero en las zonas no reparadas de las murallas y en los torreones menores puede observarse la fábrica original, una mampostería irregular trabada y recubierta con argamasa. 

La muralla del castillo se prolongaba formando un recinto que rodeaba el núcleo urbano. En la actualidad se conservan dos torreones, de planta cuadrada, uno de ellos, integrado en una edificación actual. Ha pervivido también la llamada Puerta de la Villa, un acceso en recodo situado en el interior de una torre de mampostería de dos plantas, rematadas por un parapeto corrido en el que se abren algunas saeteras, que formó parte del recinto de origen almohade.

El castillo fue objeto de una amplia restauración en 1973. La población fue declarada Conjunto Histórico Artístico en el año 1985. Actualmente el castillo alberga el Cosmolarium, un centro de interpretación de Astronomía y un planetario para proyección de películas full-dome.

En el interior de la Sierra se han localizado algunos asentamientos prehistóricos, pero entre finales de la Edad del Bronce y época Romana, se encuentran asentamientos sólo en los valles y las zonas más abiertas. 

La ocupación en época romana en estos valles se organizaba mediante pequeñas poblaciones dispersas, pero entre los siglos II y III parece producirse un proceso de concentración de la propiedad. A partir del siglo VI se produciría la huida de población campesina de las grandes explotaciones, ante la presión de los propietarios, refugiándose en lugares inaccesibles del interior de la sierra durante varios siglos, como debió ocurrir, entre otros, con el gran asentamiento de Segura La Vieja. 

Entre los siglos VIII y X es probable que se produjese una vuelta a los valles de Segura, una región controlada ahora por muladíes. La elección de los lugares estuvo motivada por su posición estratégica y por la abundancia de agua existente en su entorno. Hornos se fundaría probablemente en este contexto, hacia el siglo X al igual que Segura de la Sierra, pero no aparece citada en las fuentes árabes con anterioridad al siglo XII o ya durante la conquista castellana. Su emplazamiento sobre el valle, permitía a Hornos, junto a Segura y Catena (La Espinareda), ejercer un completo control de un territorio en el que se desarrolló una importante agricultura de regadío. Citado en las fuentes como Hisn Fornus, sería en origen una aldea defendida por su escarpado emplazamiento y por un recinto murado, que formaría parte de los territorios controlados por el rebelde muladí Ibn al-Saliya durante la fitna (Guerra Civil) de finales del siglo IX.

Entre los siglos XI y XIII destacan muy pocas localidades en la zona, aunque Segura y Hornos aparecen claramente mencionadas en las fuentes árabes. En esta época crecieron en importancia, especialmente Segura, de la que se conservan abundantes referencias. Hornos aparece también citada reiteradamente, pero parece que su desarrollo y capacidad defensiva fueron menores.

Poco después de la llegada de los castellanos aparece despoblada, lo que indica que en esos momentos debía ser un asentamiento de escasa entidad, aunque será repoblada, desarrollándose paulatinamente. Tras su conquista en 1239 por don Pedro Pérez Pelayo Correa, maestre de la Orden de Santiago, recibió el título de villa y fue cedida por Fernando III el Santo a la Orden, que levantará el castillo sobre los restos de la fortaleza musulmana. 
Hornos, junto con Segura de la Sierra, fue uno de los lugares de proyección de la política de la familia Manrique en el siglo XV, enfrentada a los monarcas Juan II y Enrique IV. Los Manrique controlaban gran parte de los recursos de la Orden de Santiago, gracias a los cuales Rodrigo Manrique, comendador de Segura, se proclamó Gran Maestre de la Orden, resistiendo y derrotando a las tropas de Juan II y Don Álvaro de Luna en Hornos. 
Continuó formando parte del señorío santiaguista de Segura de la Sierra durante toda la Edad Moderna, perteneciendo al Reino de Murcia entre 1507 y 1748.

Destacan los restos de la torre del homenaje enclavada en el patio de armas. Merece la pena aprovechar los niveles bajos del embalse para pasear hasta el castillo desde el citado mirador.

Se trata más bien de un conjunto formado por un pequeño número de casas tradicionales blanqueadas y cubiertas a dos aguas por tejas árabes, de pequeños huecos verticalizados para paliar los rigores del invierno, adaptadas a los hábitos sencillos de sus habitantes, dedicados a tareas de caza, pastoriles y agrarias; y, en posiciones más periféricas, viviendas con estructura de pisos, con un máximo de cuatro alturas y tejados a cuatro aguas. Las edificaciones están apiladas y desparramadas morfológicamente como las fichas de una partida de dominó, casi perdidas en un paisaje abierto de amplios horizontes, barrancos diferenciadores y espacios verdes, solo en el contorno más próximo al municipio.