Cel mai important monument istorico-arheologic al Potaissei este castrul legiunii a V-a Macedonica, de pe platoul Dealului Cetatii. Ruinele sale au ramas in picioare pana tarziu in evul mediu, constituind nu numai o ”cariera" de piatra fasonata, folosita din plin pentru nevoile edilitare ale Turzii pana in secolul al XIX-lea, ci si o sursa de antichitati de tot felul (piese arnitectonice, sculpturi, mozaicuri, inscriptii pe piatra, monede,

obiecte marunte) descoperite fortuit si intrate, cele mai multe, in diferite colectii si muzee. In anul 1574 calatorul francez Pierre Lescalpier descria o poarta a castrului, poate aceeasi poarta de pe latura de nord descrisa la 1599-1603 de umanistul transilvanean St. Zamosius (Szamoskozy). Poarta era arcuita, construita din mari blocuri de piatra fasonate. Prabusirea portii la 1657, menţionata de istoricul W. Bethlen, a fost probabil doar partiala, poarta fiind amintita si in anul 1677 de catre Fr. Fasching. Poarta de rasarit a castrului a ramas in picioare pana in anul 1712. In anul 1821, ruinele acesteia au fost excavate, extragandu-se mari blocuri ecarisate, monumente funerare reutilizate, statui de divinitati. Urme de ziduri si materiale arheologice diverse au fost observate pe suprafata castrului la mijlocul secolului trecut de catre M. J. Ackner si J.F. Neigebaur. In anul 1865, B.Orban mai putea observa locul portii de rasarit,  marcat de gramezi uriase de pietre fasonate, care, ulterior, au fost transportate si utilizate la diferite constructii din oras. In tot acest rastimp, pe suprafata castrului, s-au descoperit caramizi si tigle, multe cu stampila legiunii, pasaje de mozaic, vase, coloane, capiteluri si alte fragmente arhieologice, obiecte marunte din metal, arme, podoabe, monede, statui, inscriptii. Unele s-au pierdut in comerţul de antichitati, altele au intrat in colectiile muzeelor din Aiud, Cluj-Napoca, Viena, Budapesta, precum si in fostele colectii ale lui J. Kemeni (la Luncani) si ale turdenilor I. Botar si. I. Teglas.

In anul 1958, s-au executat primele sapaturi arheologice, cercetandu-se elementele de fortificatie pe laturile de sud si est si bastionul din colţul de sud-est. In anul 1971, cercetarile au fost reluate, desfasurandu-se in campanii anuale: castrul a devenit astfel unul din principalele obiective arheologice ale epocii romane cercetate in provincia Dacia. In 1978, castrul si zona limitrofa au fost declarate rezervatie  arheologica.

Castrul de la Potaissa este cel mai mare castru de legiune cu functionare indelungata in Dacia. Cu laturile lungi (de nord si sud) de 573 m si cele scurte (de est si vest) de 408 m, uriasul dreptunghi pe care-l descrie castrul ocupa o suprafata de 23,37 ha. Prin orientare si pozitie, castrul de la Potaissa respecta principalele prescriptii ale tehnicienilor militari din epoca in care a fost construit. Astfel, poarta decumana este orientata spre zona mai inalta (spre vest); castrul se afla pe un platou, ferit de inundatii si de torenti, dar suficient de aproape de un curs de apa. Platoul are pozitie dominanta asupra orasului antic si asupra teritoriilor din preajma (altitudine absoluta de 375), fiind inaltat cu aproximativ 40 m, ceea ce permitea o buna vizibilitate din castru pana la distante apreciabile. Astfel, drumul spre Napoca putea fi urmarit din castru pana in dreptul actualului sat Aiton.

Zidul de incinta inconjura fortificaţia pe un perimetru de aproape 2 km. Zidul era construit din piatra de cariera si mortar, fiind gros de 1,70 - 2 m. La exterior era imbracat in mari blocuri de piatra fasonate. Numai pentru inaltarea zidului de incinta fusese necesara o imensa cantitate de piatra: vreo 25.000 m³. In fata zidului se gaseste un sant, adanc de 3 m si lat de 12 m. La cele patru colturi, castrul avea bastioane de forma trapezoidala, rotunjite spre exterior. De-a lungul zidului de incinta se gaseau, din loc in loc, bastioane de curtina. Astazi, forma castrului este vizibila pe teren tocmai datorita vechilor santuri de aparare, acum mult aplatizate; de asemenea, de-a lungul incintei, pe toate cele patru laturi se distinge si un val de pamant, ca un dig. Pe fiecare latura se afla cate o poarta; porţile numite principales erau pe laturile lungi, iar porţile praetoria si decumana pe cele scurte (de est, respectiv, vest). Au fost cercetate bastioanele de sud-est si de nord-vest, un bastion de curtina de pe latura de vest si poarta decumana. Aceasta din urma este flancata de doua turnuri patrulatere si este larga de 12,5 m. Poarta era impartita, printr-u­n zid median, in doua culoare, deasupra carora zidul era boltit.

In interiorul castrului au fost depistate mai multe drumuri, dintre care cele principale, care unesc intre ele porţile de pe laturile opuse (via principalis si via praetoria - decumana) erau late de aproximativ 10 m. Intreaga suprafata a castrului era judicios folosita, astfel incat sa asigure tot ceea ce era necesar desfasurarii vieţii cotidiene a celor peste 5000 de miiitari ai legiunii. Dintre edificiile situate in partea nordica a castrului au fost cercetate partial cazarmile soldaţilor din doua cohortes quingenariae, deci din doua subunitati formate fiecare din cate 480 soldaţi. Fiecare grup de opt soldaţi ocupa aici o incapere de 5,50 x 6,80 m. In apropiere s-a descoperit unul din depozitele de cereale ale castrului (horreum) si in partea vestica a castrului s-au cercetat recent cazarmile unei cohorte. Cel mai important  edificiu cercetat arheologic este cladirea comandamentului (principia), situata in centrul castrului, la intersectia drumurilor principale. Ocupand o suprafata de aproape 1 ha, este una din cele mai mari cladiri de comandament cunoscute in Imperiul Roman. Edificiul descrie un dreptunghi de  125 x 72 m. In jurul unei mari curti marginite de portice, se dispun pe trei laturi (nord, est si sud) 36 camere. Pe laturile de nord si de sud aceste incaperi serveau depozitarii armamentului. Intr-una din camere s-a descoperit, de altfel, un foarte interesant altar inchinat geniului protector al depozitului de armament. Cum era de asteptat, din depozitul de armament exista descoperiri specifice, dintre care cea mai importanta este o mare bucata dintr-o camasa de zale (lorica squamata).

S-au patrat aproape 3.000 de solzi cusuti pe o panza foarte rezistenta; conservarea textilei timp de peste 17 secole este un adevarat miracol. Alte camere de aici erau destinate diferitelor activitati, descoperindu-se balante, greutati de cantar, numeroase monede. Pe latura de rasarit cateva camere erau prevazute cu sistem de incalzire cu hipocaust, fiind deci folosite deci ca birouri, iar alte doua au fost transformate intr-un depozit pentru amfore de import. Intrarea in cladirea comandamentului se afla la mijlocul laturii de rasarit, unde s-a recurs la o soluţie arhitecturala monumentala, un arc de triumf cu trei deschideri. Coloanele porticului care marginea curtea, precum si bucaţi din tencuiala care se mai pastra prin incaperi erau zugravite in rosu. Cateva fragmente arhitectonice sunt din marmura, dovada a aspectului deosebit de ingrijit al edificiului. Spre vest, curtea era marginita de basilica, o vasta sala (70x17m) pentru adunari, prevazuta la ambele capete cu podiumuri. Din basilica se patrundea in incaperile care inchideau spre vest intregul complex. In mijlocul acestei laturi se afla sanctuarul castrului care adapostea stindardele legiunii. El se recunoaste usor datorita absidei construite din mari blocuri fasonate. La subsolul sanctuarului se gasea camera tezaurului -aerarium-. Celelalte sase incaperi din latura vestica erau incalzite cu hipocaust, servind de birouri sau localuri pentru intruniri.

Castrul era aprovizionat cu apa printr-o conducta din tuburi de teracota, care intra prin porta decumana: funcţionau si mai multe fantani. Un canal deversor al apelor reziduale se observa in apropierea colţului nord-estic al castrului, conservat si protejat de o constructie speciala.

Termele sunt situate in praetentura dextra, destul de aproape de porta praetoria. Din cercetarile efectuate pana in prezent rezulta ca se extind pe o mare suprafaţa, de cel puţin 90 x 60 m, fiind cele mai mari terme militare cunoscute pana in prezent in Dacia. Ele sunt prevazute cu toate instalatiile necesare de aducţiune si distribuţie a apei, canale deversoare, incalzirea cu sistemul de hipocaust. Succesiunea de incaperi si bazine cu temperaturi diferite asigura un flux termal complet, potrivit obiceiului roman. Fragmentele de statui descoperite dovedesc aspectul monumental al edificiului. Alipita termelor, spre nord se afla palestra, o constructie de 90 x 23 m destinata exerciţiilor fizice.

Cercetarile arheologice din castru au scos la iveala un foarte bogat si variat material arheologic, inclusiv piese foarte rare, de mare valoare documentara, artistica si muzeala, adevarate podoabe ale muzeului turdean, care adaposteste toate aceste comori.

O parte din vestigiile cercetate arheologic in castru au fost consolidate si conservate, devenind puncte vizitabile: poarta de pe latura de vest, un bastion de curtina pe aceeasi latura, bastionul din coltul nord-vestic, cladirea comandamentului, canalul deversor de langa colţul nord-estic, termele.

O copie a miliarului a fost aşezată în iunie 1993 în faţa Poştei din Turda (strada 1 Decembrie 1918).