位于塔里木盆地东部的罗布泊区域的楼兰，东与甘肃敦煌相接，扼东西交通之咽喉，地理位置和战略地位十分重要，以至成为汉匈争夺西域的焦点之地，然而楼兰国小兵弱，不得不采取“两属以自安”的政策。汉匈之争使得“楼兰道”时通时断。公元73年，东汉王朝派班超进驻鄯善，恢复丝绸之路交通。公元123年，西域长史班勇率部卒五百，屯田楼兰，保障西部的稳定和丝绸之路的畅通。魏晋时期(3～4世纪)，中央王朝在政治、军事上对西域的管理力量减弱，但仍在楼兰城设立西域长史府，屯田戍边，控制局势，维护丝绸之路交通。汉晋时期，西域政局的稳定，丝绸之路的畅通，均与楼兰息息相关。然而到了唐代，楼兰城在两汉魏晋时期的繁荣景象已被黄沙覆盖，如同唐初玄奘在《大唐西域记》中记载的楼兰城已被谓为“故国”，只见“城郭巍然，人烟断绝”。楼兰废弃于公元4世纪。
古城平面略呈方形。由于雨淋、风蚀等自然力的破坏，城墙已不完整，总体上顺东北风势的南北两城墙相对保存较多些。按复原线计算，东墙长333.5米，南墙长329米，西、北各长327米，总面积108240平方米(新疆考古研究所1980年复原数据，斯坦因测量复原线图计算数据为:东墙310.7米，南墙308.8米，西墙320.25米，北墙310.7米)。城墙为夯筑，结构疏松。夯层厚薄不一，较薄者为15～20厘米，40～70厘米者为多，最厚者达130厘米，部分夯层间有树枝夹层。由于风蚀与坍塌，原城墙的宽度与高度已不清楚。北墙保存相对完整一些，墙垣底宽3.5米左右.西墙残存的两土墩状残墙最高，目前残高分别为2.4和3.9米。
楼兰古城废弃后历经了1400年的风雨沧桑，在自然与人为的作用下，城墙与城内建筑已不完整，城墙和其他建筑的墙体以及城内地面均受到风蚀破坏，但原有的整体空间布局还相对完整。楼兰古城的建筑形制、布局，既具有浓厚的汉文化特色，同时也具有典型的本土文化特征，是研究西域古代城市建筑典型的实物资料并有着重要的研究价值。
出玉门、阳关西行的“楼兰道”，是早期丝绸之路的主要线路，楼兰古城是这条线路上最重要的军事设施，是丝绸之路西域段的门户、屯田中心和西域长史府的治所。可以说楼兰古城是丝绸之路发展史上最具有影响力的一座重镇，对于维护东西方交通，促进东西方经济、文化的交流与繁荣发挥过重要的作用。
该城始建年代不晚于东汉。楼兰一名最早见于《史记》，为古代西域三十六国之一。秦汉时期，雄踞北方草原的匈奴在西域置憧仆都尉，赋税诸国。汉武帝派张赛出使西域，实施联合西域力量夹击匈奴的战略。之后，列亭障至玉门，开通了一条可通西域的“楼兰道”。
