大炮臺創建於1617年，至1626年建成，名爲聖保祿炮臺，澳門居民多稱爲“大炮臺”。在近四百年的歷史裏，大炮臺內部建築曾多次改建。大炮臺的大門朝南，早期入門口爲火藥儲存庫；上層的中央是一座三層高的塔樓（今已無存），每一層都裝備火炮；旁邊另有四排房子，爲澳督及官兵的營房，宿舍兩側有臺階與下層入口處相連。炮臺內備有水池及軍需庫，軍需庫儲備充足，足以應付長達二年的包圍。總言之，這座炮臺爲當時澳門防禦系統的核心，構成一個覆蓋東西海岸的寬大炮火防衛網。而從1623年至1740年間，這裏更一直是城防司令和澳督的住所。
      大炮臺一直爲軍事禁區，直至1965年原營房位置改建成氣象臺，1966年氣象臺遷入後開放爲遊覽區。
      大炮臺城牆分別於1992、1993和1996年進行修葺，有關工程只限必需的，以保持其真實性。除了清洗狀況良好的物料外，還清除表面雜草，用除草劑清除植物的根部，使用原有材料修補牆身裂縫。因此，大炮臺之結構被完整地保存。
       1996年9月起，政府將原氣象臺的大樓拆去，原址改建爲澳門博物館，1998年落成啓用。