Local fortifié au moyen d'une voûte protectrice contre le tir vertical au moment où l'artillerie prit de l'importance. Préconisée par Galasso Alghisi en 1570. En France, on trouve une casemate dans les défenses du château de Bonaguil (1520-1530) et Vauban en a exécuté à Besançon en 1677. Ce sont des chambres voûtées à l'épreuve de l'artillerie, aménagées dans le rempart et comportant une embrasure permettant au canon de tirer. La tour casematée flanquante de Vauban annonce les casemates étagées à canons de Montalembert. À ces casemates dites actives, s'ajoutent des casemates passives (sans effet sur la défense) à usage de caserne ou de magasin.
Casemate Haxo : du nom du général qui réorganisa l'École de fortification de Metz (1830). Les pièces d'artillerie sont abritées dans des casemates frontales (comme celles de Montalembert) dont l'embrasure très large (minimum 1 mètre par 0,80 mètre) sont recouvertes d'une voûte en maçonnerie et d'une couche de terre. Son chef-d'œuvre se situe à Grenoble au sommet de la Bastille (casemates construites de 1824 à 1835).
Casemate cuirassée : en 1865, le capitaine du Génie de l'armée prussienne Schumman renforce la casemate Haxo en remplaçant les menuiseries par des rails et des fers en V. En France, la casemate Mougin pour un canon de 138 millimètres est la première casemate cuirassée que la France va installer dans ses fortifications. Elle est conçue par le Commandant Mougin en 1877, d'abord en fer laminé puis en fonte.

La casemate cuirassée en fer laminé du commandant Mougin pour canon de 138 millimètres du fort de château Lambert.
Casemate de Bourges : inventé par le commandant du Génie Laurent, et expérimenté en 1895 au polygone de Bourges, ce type de casemate bétonnée, pour deux pièces d'artillerie (75 millimètres) tirant en flanquement par des embrasures protégées par un mur en aile, est venu renforcer certains forts et ouvrages, principalement dans la région de Verdun.

Une des casemates de Bourges du fort d'Uxegney.
Casemate Pamart : inventée par le capitaine Léon Pamart à Verdun. Sorte de nid de mitrailleuses porté en avant d'un ouvrage et relié à lui au moyen d'une galerie souterraine. Une cloche blindée en forme de tête d'éléphant (ou d'oiseau) surmonte la casemate. La place de Verdun, de 1916 à 1917, est dotée de nombreux exemplaires de ce type de casemate. Des casemates identiques furent utilisées plus tard, dans la ligne Maginot.

Une casemate Pamart.
Une casemate, également appelée bunker ou blockhaus, est un local, souvent partiellement enterré, d'une fortification, d'un fort voire d'une tranchée, qui est à l'épreuve des tirs ennemis. On peut classer les casemates en deux catégories : les casemates passives destinées à abriter la troupe ou du matériel, comme, dans un casernement de fort Séré de Rivières ou dans le Führerbunker, le bunker protégeant Hitler des ennemis et des tirs d'obus, et les casemates actives protégeant ainsi des organes de tir (casemate d'artillerie ou d'infanterie).
Par extension, dans la Ligne Maginot et les fortifications du XXe siècle, une casemate peut être une construction isolée mais de taille assez importante.

La casemate de Dambach.
Ouvrage avancée ou détachée de l'architecture bastionnée. On l’emploi le plus souvent pour couvrir un passage. Dans l'organisation des places fortes (période 1870 à 1885), c'est la forme qui remplit les meilleures conditions pour les forts détachés de la fortification permanente sur un terrain idéal. Il suffit de donner à chacun des côtés de l'ouvrage une longueur d'autant plus grande que le but qu'il doit battre est plus important.
Petit ouvrage avancé sur les dehors, pour surveiller des approches cachées à la place. Elle est souvent placée sur la capitale (axe de symétrie) d’un bastion.

La lunette « 10 » de Langres (le nombre est tiré de la nomenclature militaire qui a l’habitude de numéroter les différents ouvrages et bâtiments) est un ouvrage fortifié faisant partie des défenses de la citadelle. Construite en 1848 en même temps que la citadelle elle-même, elle se présente sous la forme d’un fortin polygonal entouré de profonds fossés et entièrement autonome. Installée à quelques dizaines de mètres en avant des bastions de la citadelle, elle est une sorte de « sentinelle », un point d’appui avancé destiné à ralentir une attaque venant du plateau. Ouvrages rares et fragiles du fait de leur isolement, les lunettes ont souvent été démolies suite à l’extension périurbaine; Langres a la chance d’en conserver encore une (sur les deux originelles).