Храм окружён крепостной стеной, которая по плану приближается к квадрату. Стена была воздвигнута по приказу царя [[Ираклий II|Ираклия II]] (упоминается в тексте, высеченнымвысеченном над южным входом в храм). Высеченный камень в старой части перемешан с речным камнем в стене. Постройки на стенах исполнены кирпичом. Нижняя часть двуяруснойдвухъярусной стены непроницаема. В верхней части присутствует боевая дорожка, на уровне которой также имеются хранилища камня. У стен присутствуетприсутствуют 6 цилиндрических и 2 четырёхугольных башни. Входные ворота расположены на южной стороне. На западной стороне звонница и врата XI века — замечательный пример грузинской народной архитектуры. В 1964—1965 годах проведённой реставрацией возвращён первозданный облик (архитекторы Н. Чубинашвили и В. Цинцадзе; гл. консультант Г. Чубинашвили). Во время раскопок в 1963 — 1964 годах в юго-западной части стены были найдены останки католикоса Мелкиседека (XI век). Во дворе, в юго-восточной части стены — дворец католикоса Антона II. В данный момент полностью переделан и является историко-этнографическим музеем.
На всём протяжении своего существования собор служил местом коронования и усыпальницей для представителей царского рода [[Багратионы|Багратионов]]. В марте 2007 года в Светицховели прошло отпевание первого грузинского президента [[Гамсахурдия, Звиад Константинович|Звиада Гамсахурдиа]].
