Çankırı Kalesi, şehrin kuzeyinde küçük bir tepe üzerine kurulmuştur. Romalılar, Danişmentliler, Selçuklular ve Osmanlılar dönemlerinde sağlamlığıyla ünlü olan kale, geçen yüzyıla kadar iskân edilmiş olup günümüze yalnızca birkaç sur kalıntısı ulaşmıştır. Dörtgen planlı surlar, moloz taş ve tuğla karışımı malzemeden inşa edilmiştir ve eteğinden itibaren yüksekliği yaklaşık 150 metredir. İçinde Roma dönemine ait kaya mezarı, iskân kalıntıları ve pişmiş toprak kap parçaları bulunmaktadır. Çevre düzenlemesi yapılarak ağaçlandırılan kale, halkın rağbet gösterdiği bir mesire yeri hâline gelmiştir. Bölgedeki Selçuklu komutanı Karatekin Bey’e ait türbenin bulunması, kalenin hem ziyaretgâh olarak önemini artırmış hem de tarihî ve kültürel değerini güçlendirmiştir.

Pek düzenli olmayan kare planlı türbe, kiremit kaplı kırma ahşap çatı ile örtülüdür. Sıvalı ve petrol yeşiline boyalı duvar yüzeyleri, yakın dönem müdahalelerinin izlerini taşımaktadır. Çevresi beton bir kaldırım ile düzenlenen yapının duvarları, zeminden yaklaşık 1,50 metre yükseklikte, taş gibi derzlenmiş beton bir kılıf içine alınmıştır. Kuzey duvarının doğu tarafında, beton kılıfın üzerinde basık kemerli bir niş yer almaktadır. Doğu duvarının üst kısmında küçük kare biçimli bir pencere, güney duvarının ortasında ise enine dikdörtgen biçimli bir pencere bulunmaktadır. Günümüzde girişin bulunduğu batı cephesi, ortadaki payanda ile iki bölüme ayrılmıştır. Cephenin kuzeybatı kesiminde türbenin Karatekin Bey’e ait olduğunu belirten, yeni yerleştirilmiş bir mermer kitabe bulunmaktadır. Kitabenin altında, sonradan açıldığı anlaşılan yuvarlak kemerli bir niş içerisinde basık kemerli kapı açıklığı yer almakta olup kapının demir kanatları yenidir. Aynı cephenin güneybatı bölümünde çift yuvarlak kemerli bir niş düzenlemesi ve üst kısmında orta eksenden biraz güneye kaymış küçük bir dikdörtgen pencere bulunmaktadır. İç mekânda kuzeybatı köşede bir sarnıç yer almaktadır. Zemin ve tavan, ahşap malzeme ile kaplanmıştır. Duvarlar sıvanarak beyaza boyanmış olup zeminden yaklaşık bir metre yüksekliğe kadar ahşap kaplama ile düzenlenmiştir. Onarımlar sırasında kısmen bozulmuş olmakla birlikte, yuvarlağa yakın çift kemerlerin oluşturduğu nişler dört duvarda da izlenebilmektedir. Batı duvarında kapının hemen kuzeyinde, sonradan açıldığı düşünülen küçük bir niş mevcuttur. Kuzey duvarındaki çift kemer düzenlemesinin oluşturduğu alanda geniş bir niş bulunurken doğu kesimde basık kemerli nişin izleri sıva ve boya tabakalarının altında seçilebilmektedir. Türbenin kuzey, güney ve doğu duvarlarında moloz taş ile yer yer tuğla malzeme kullanılmış, batı cephesinde ise daha düzenli tuğla işçiliği görülmektedir.

Çankırı; 1902, 1938 ve 1944 yıllarında binalarda ciddi tahribata yol açan depremlere sahne olmuş, Karatekin Bey Türbesi de bu depremlerden etkilenmiştir. Cumhuriyet’in ilk yıllarında gerçekleştirilen onarımda batı cephesi ve harap durumdaki diğer duvarlar moloz taş kullanılarak yeniden inşa edilmiş, ardından sıvanıp boyanmıştır. Özgün girişin bulunduğu kuzey cephe dışındaki duvarlarda yer alan mazgal biçimli pencereler de bu müdahaleler sırasında değiştirilmiştir. Bu onarımlar sonucunda yapının özgün mimari karakteri büyük ölçüde değişmiş, sıva ve boya tabakalarının altında kalan teğet kemerler yuvarlak kemer görünümüne bürünmüştür. Batı cephesindeki teğet kemerli iki nişten kuzeydeki tamamen ortadan kalkmış, iç mekânda duvar nişlerini sınırlayan başlangıçta teğet formda olduğu düşünülen kemerler de yuvarlağa yakın biçime dönüşmüştür. Günümüze kadar yapılan restorasyonlar, bu erken Cumhuriyet dönemi müdahalesini büyük ölçüde tekrar etmekle sınırlı kalmıştır.

Mevcut veriler, türbenin tek katlı olduğunu göstermektedir. XVIII. yüzyılda kubbe ile örtülü olduğu bilgisi bulunmakla birlikte, kubbenin XIX. yüzyılda bilinmeyen bir nedenle ya da 1902 depreminde yıkılmış olması muhtemeldir. Batı duvarındaki tuğla malzeme kullanımı, özgün örtü sisteminin de tuğladan inşa edilmiş olabileceği ihtimalini güçlendirmektedir. Vali Nuri Bey döneminde yapılan onarım sırasında örtü sisteminin kiremit kaplı eğimli ahşap çatı ile değiştirilmiş olabileceği düşünülmektedir.

Kaynaklara göre Karatekin Bey, 1106 yılında Haçlı Seferleri sırasında ölmüştür. Bu durum, Çankırı Kalesi’ndeki kitabesiz türbenin hemen bu tarihte inşa edilmiş olabileceği görüşünü zayıflatmaktadır. Bölgedeki siyasî gelişmeler—1135 yılında Çankırı’nın yeniden Bizans hâkimiyetine geçmesi ve kısa süre sonra Danişmentliler tarafından geri alınması—birlikte değerlendirildiğinde, türbenin en erken XII. yüzyılın ikinci yarısında inşa edilmiş olabileceği anlaşılmaktadır.

Karatekin Bey Türbesi, orijinalinde tuğladan inşa edilmiş olup kare kesitli gövdesi üzerinde az derin nişler ve her duvarda çift teğet kemerli nişler barındırmaktadır. Gövdesinin üstünde prizmatik üçgenler ile sekizgen kasnak ve kasnağa oturan piramidal külah yer almaktadır. Kubbe, tromplarla geçiş sağlanacak şekilde düzenlenmiştir. Karahanlı ve Büyük Selçuklu mezar geleneğini sürdüren bu yapı, Çankırı’yı fetheden bir komutana layık biçimde inşa edilmiş olmasına karşın zaman içinde özgün birçok özelliğini kaybetmiştir.