Perteneciente al frente de la Caleta fue ordenado construir por el rey Felipe II en 1598, tras el asalto inglés a la ciudad.
El proyecto es del ingeniero militar Cristóbal de Rojas, quién falleció en la ciudad antes de haaber terminado la obra.
El proyecto era más ambicioso de lo que al fin se construyó, a vanguardia de la fortaleza se planeó un frente abaluartado que junto al castillo se convertiría en ciudadela de la ciudad.

De planta pentagonal, presenta en la parte que da al mar una estrella con tres puntas, en la parte a tierra una cortina de muralla alberga en su centro la puerta, flanqueada por dos semibaluartes y foso con puente estable y levadizo.
Esta puerta tuvo su rastrillo para lo cual se reutilizó el del Arco del Pópulo, entonces en desuso.

En 1693, reinando Carlos II se construyó la capilla y la sacristía, con una sola nave cubierta con bóveda de cañón y coro alto al pie.

La entrada, muy sobria, presenta un alerón apoyado en pilastras y una pequeña espadaña; en su interior existe un solo altar con retablo barroco que ha perdido el dorado, en él se veneran la imagen de Santa Catalina, San José, San Agustín, San Francisco y otros.

En el interior existen pabellones, cuarteles y aljibes, originariamente de polvora; posteriormente fue destinado a prisión militar.

Ha sido restaurado y se ha procedido a la impermeabilización de las cubiertas y muros; se han recuperado las bóvedas interiores de las salas y las columnas de piedra ostionera del porche exterior, que asemeja a un parte de una plaza mayor de una ciudad castellana. Además, se ha utilizado piedra de Tarifa como solería de este recinto al aire libre; el gran portón de entrada al castillo también se ha recuperado al igual que las antiguas celdas de castigo que se han convertido en un espacio dedicado a la artesanía.

Consta de tres salas de exposiciones que alternan sus contenidos y una sala con una exposición permanente sobre el mar.