Наиболее часто встречающийся размер древнего кирпича — 30x14,5—15x8 см. Такой же кирпич часто применялся при ремонтах более позднего времени. Кладку вели на толстых швах — 18–20 мм — известкового раствора, при толщине рядов около 10 см. В облицовке ряда прясел, например Никольская — Кладовая, Кладовая — Дмитровская, встречался более тонкий кирпич — 29x13,5 — 14x7—7,5 см, который по аналогии с другими нижегородскими памятниками может быть отнесен к концу XVII — первой половине XVIII века. Кирпич в контрфорсах Ивановской и Георгиевской башен (23x11,5x7 см), по качеству близкий к железняку, применялся при ремонтах конца XIX столетия. Кладка из него велась на высококачественном портландцементе. Так же был сложен в 1895 году и верх Дмитровской башни.
Химический анализ кирпичей, взятых из древней кладки нижней части стены пристройки к Ивановской башне и с прясла Никольская — Кладовая, произведенный кафедрой технологии силикатов Горьковского политехнического института, показал, что кирпичи были выработаны из глины нагорной части Нижнего Новгорода, добытой, по-видимому, в непосредственной близости от кремля. Впоследствии для ремонтов много кирпича привозили из Балахны, как, например, при работах 1785–1790 годов. Известь для приготовления раствора в первые годы строительства кремля обжигалась из известняков местного происхождения (по заключению доцента М. Г. Иванова).
Арки и своды кремлевских сооружений все без исключения выполнены из кирпича и имеют простейшее полуциркульное очертание. Как узкие проходы внутри стен, так и обширные главные помещения башен с пролетом 8–9 м перекрывались цилиндрическими сводами. В нишах над герсами применялись более пологие лучковые арки, а своды треугольных в плане боевых печур имели конусную форму.
Повсюду, где было возможно, применены конструкции ясных и простых геометрических форм. Однако эти приемы не свидетельство недостатка мастерства: при выкладке сводов в местах пересечения проходов, соединений и распалубок, особенно сложных в конусных сводах или в наклонных сводах над лестницами, требовалось первоклассное владение ремеслом каменщика.
Такая форма арок упрощала расчет размеров, разбивку их, изготовление кружал, а также и само производство работ. Это имело особое значение при массовом, сотни раз повторенном выполнении этих конструкций, возводившихся одновременно и на значительном расстоянии друг от друга.
Все крепостное строительство Московской Руси конца XV–XVI века, времени величайшего напряжения национальных сил, идет под знаком чрезвычайной поспешности, необходимости в кратчайший срок привести оборонное сооружение в полную готовность. Суровая необходимость требовала быстрых темпов строительства, и это отразилось на конструкции и архитектуре кремлей того времени. Сооружения оборонного зодчества выполняли прежде всего жизненно необходимое для средневекового человека утилитарное назначение. В каменных крепостях, построенных на Руси в конце XV — начале XVI века, нет деталей, которые не были бы связаны со структурой или конструкцией сооружений. Так, в Нижегородском кремле украшением стены служит только белокаменный полувал, отделяющий нижнюю наклонную часть стены от ее вертикальной верхней части с зубцами, да «ласточкин хвост», выложенный из кирпича на их верхушках. Эта строгая архитектура кремлей начала XVI века сильно отличается от сооружений русского оборонного зодчества второй половины того же столетия, когда зодчие стали уделять большое внимание их декоративному убранству. Изменение архитектурного стиля в XVII веке выразилось в том, что крепости и монастырские ограды стали немыслимы без пластических деталей, поясов, пилястр и ширинок, украшающих и расчленяющих суровые прежде монолитные массы стен и башен.