No es fácil reconocer, sobre los vestigios actuales, lo que debió ser el imponente castillo medieval de Santibáñez el Alto. Buena parte de la fábrica de la fortaleza ha sido reaprovechada para la construcción del caserío actual, como evidencian los sillares y bloques con marcas de cantero que pueden observarse en toda la población. Actualmente, la parte mejor conservada corresponde a las murallas perimetrales, habiendo desaparecido casi por completo la Torre del Homenaje y todas las dependencias interiores. Al menos el trazado irregular, adaptado a la topografía del terreno, así como el aljibe, parecen de origen islámico.

El núcleo central de este castillo era la Torre del Homenaje, de buena sillería y planta cuadrada, donde se situaba la residencia del comendador. Aunque de ella solo se mantienen dos paramentos (en el espacio ocupado hoy día por el depósito de agua), originariamente contaba con tres pisos. Se encuentra unida por el norte a una segunda torre, albarrana, que al menos en el s. XVI también disponía de habitaciones en la parte alta, hoy desaparecidas. Entre ambas torres se abre la llamada «Puerta de la Traición», que en realidad constituía una puerta interior del alcázar. A mediados del siglo XVI interviene en este acceso y en la torre el maestro mayor de la Orden de Alcántara, Pedro de Ybarra, uno de los arquitectos más destacados del renacimiento extremeño, aunque el encargado de ejecutar las obras de reparación fue el maestro Juan Moreno.

Rodeaban a la Torre del Homenaje dos patios. El oriental es el de mayor extensión (acoge en la actualidad el cementerio viejo) conservando en buen estado el paso de ronda y las almenas con sus aspilleras. En este patio se emplaza el aljibe, aunque antiguamente también albergaba las principales dependencias de la fortaleza, como una tahona, las caballerizas o la capilla, que estaba dedicada a santa María de los Milagros. En el s. XVI se mencionan algunas torres en el lienzo sur de este patio, que al parecer respondían a los nombres de «las Campanas» y «del Gallo». La puerta principal de este recinto parece haber estado en el lado norte, donde se sitúa el acceso actual al cementerio, aunque se conserva otra (tapiada), en el muro occidental, con bóveda de cañón de cantería.

El patio occidental, identificado con la alcazaba islámica primigenia, se encuentra en la actualidad más desfigurado por las calles Castillo Alto y Pilón. Junto a la esquina noroeste se abría otra puerta (igualmente cegada), de arco rebajado realizado con mampuestos, que conserva in situ los dos quicios superiores.