El Templo Fortificado es un gran edificio en la cima de una colina, compuesto por tres estructuras internas; una rectangular, llamado Templo del Sol, y dos circulares, llamadas Torreones, rodeadas por tres murallas concéntricas de forma ovoide, a las que se ingresa mediante portadas monumentales de acceso restringido.

En su interior, en la parte más protegida, se encontraba el Templo del Sol, que al igual que el Observatorio Solar contiene elementos con función astronómica. Era un centro de ritos solares reservado para una audiencia selecta, que los sacerdotes, guerreros, y habitantes de Chankillo protegieron de los cultos rivales con grandes murallas, de aproximadamente seis metros de ancho y en ciertas secciones hasta cinco metros de alto.

El Templo Fortificado no se ubica en la cima de la colina. Las estructuras militares defensivas, como los castillos medievales en Europa, solían emplazarse en la cima para contar con la ventaja estratégica de la altura y la gravedad. Sin embargo, el Templo Fortificado cede esta ventaja a los posibles invasores. La razón de su ubicación, inusual para una fortaleza, radica en que este edificio necesariamente debía ser erigido allí, lo que permitía desde el Templo del Sol observar formas de la Cordillera Negra para marcar fechas; a su vez, visto desde la Plaza, en fechas especiales el Sol se oculta sobre el templo. Para protegerlo en esta posición más vulnerable, se construyeron los torreones y las tres murallas concéntricas que caracterizan el Templo Fortificado. Es decir, la falla aparente es en realidad un compromiso entre la estrategia defensiva, la interconectividad con otras partes del sitio, y su función como punto de observación astronómica.