La stazione di Lucca fu costruita poco prima della metà dell'Ottocento, periodo in cui le stazioni ferroviarie costituivano un esempio del connubio proficuo fra scienza, tecnologia ed arte. L'edificio fu progettato dall'ingegnere tedesco Enrico Pohlmeyer, che ne tracciò la pianta, e dall'architetto lucchese Vincenzo Pardini, che realizzò gli alzati. È tuttavia evidente l'influenza dell'architetto Lorenzo Nottolini, allora commissario della Strada Ferrata Lucca-Pisa per il Ducato di Lucca. La facciata, prospiciente le mura cittadine, si presenta sobria, ma elegante, con un doppio ordine di arcate che ne alleggeriscono la struttura. La stazione ha subito nel corso del tempo alcune modifiche che tuttavia non ne hanno alterato l'originario impianto ottocentesco.

La strada ferrata da Lucca a Pisa fu aperta alla fine del 1846, proprio negli anni in cui il Granducato di Toscana era impegnato nella costruzione di altri importanti assi ferroviari, da Firenze a Pisa (Strada ferrata Leopolda), da Firenze a Prato e a Pistoia (Strada ferrata Maria Antonia) e da Pisa a Livorno. Nel Ducato di Lucca si avviò un dibattito scientifico per scegliere il tracciato più idoneo per arrivare a Pisa. Dopo aver scartata l'ipotesi di una linea che attraversasse il Monte Pisano con un traforo, a causa dei costi eccessivi e dei lunghi tempi per la realizzazione, si ritenne che la strada pianeggiante per Ripafratta fosse preferibile, anche se più lunga e meno diretta dell'altra.

La città di Lucca presenta, nel sistema delle fortificazioni, caratteristiche che consentono d'individuare quattro fasi cui corrispondono altrettanti periodi di costruzione. La prima cerchia, di cui oggi sono rimaste poche tracce, è costituita dalle antiche mura romane. Fra l'XI e il XII secolo fu iniziata la costruzione della prima cinta medievale, ultimata verso la metà del Duecento. A causa dell'espansione urbanistica, dalla seconda metà del XIV ai primi decenni del XV secolo fu ampliata la precedente cinta.

L'ultima espansione delle Mura (IV cerchio) rappresenta un rilevante esempio della scienza militare dei secoli XVI e XVII. La costruzione della cinta muraria fu decretata dalla Repubblica lucchese nel 1504 per adeguarsi ai progressi della tecnica militare e garantire una difesa più sicura della città, timorosa delle spinte espansionistiche della politica medicea. I lavori, iniziati nel 1545 e terminati verso il 1650, videro impegnati importanti architetti militari, come Jacopo Seghizzi da Modena, Alessandro Resta da Milano, Ginese Bresciani da Firenzuola, il gruppo degli urbinati Baldassarre Lanci, Francesco Paciotto, Pietro Vagnarelli, i fratelli Matteo e Muzio Oddi; l'unico architetto lucchese che partecipò ai lavori fu Vincenzo Civitali.

Le Mura, che in alcuni tratti seguono l'andamento dei precedenti tracciati medievali, sono formate da undici baluardi congiunti da cortine per una lunghezza totale di oltre quattro chilometri. I baluardi, che garantivano la protezione di un tratto di mura o delle porte, furono posti in modo tale che da ognuno fosse possibile controllare i due vicini. Costruiti con forma e caratteristiche diverse fra loro, incorporarono i torrioni edificati fra il 1516 e il 1522 agli angoli della cinta medievale. Il baluardo di San Frediano, quello più antico, è l'unico che presenta una forma rettangolare. In seguito furono costruiti bastioni ad orecchioni rotondi o a musoni squadrati, assai sporgenti rispetto alle cortine e quindi più adatti alle nuove tecniche di difesa. Su ogni baluardo si trova un piccolo edificio per il corpo di guardia, la "casermetta" (tutt'oggi esistente). All'interno del baluardo furono ricavati grandi ambienti per i cavalli, i soldati e le munizioni. Sia i baluardi che le cortine sono rivestiti da una camicia di mattoni, fabbricati nelle fornaci della Lucchesia. La camicia, verso l'esterno della città, è formata da una scarpa inclinata delimitata in alto da un cordone di pietra (toro), al di sopra del quale si trova un parapetto verticale. Verso l'interno, le mura presentano una scarpata erbosa (terrato) costituita da una grande quantità di terra ammassata e pressata. Una vasta area senza alberi e case, attraversata da fossi con acqua, detta "tagliata" (oggi drasticamente ridotta), circondava l'intero circuito murario.

Le tre porte originarie delle mura rinascimentali sono la Porta San Pietro, la Porta Santa Maria, la Porta San Donato, costruite nella seconda metà del Cinquecento. Si trattava di porte fortificate, dotate di un ponte levatoio azionato da catene, di una saracinesca, di un portone ferrato anteriore e di uno posteriore. Soltanto nel 1811 fu aperta una quarta porta, denominata Elisa in onore di Elisa Bonaparte Baciocchi, che non aveva più le caratteristiche militari delle altre porte, presentandosi piuttosto come un arco di trionfo. Altre due porte, denominate Vittorio Emanuele e San Jacopo, furono realizzate rispettivamente nel 1911 e nel 1931.

Le Mura erano dotate di un apparato bellico imponente: l'artiglieria era formata da colubrine per tiri di lunga gittata, da cannoni per il lancio delle palle metalliche e da petriere per il lancio delle pietre. I cannoni, costruiti da una fonderia cittadina, erano in bronzo. Anche la polvere da sparo veniva prodotta in una fabbrica di salnitro della città. Questo enorme apparato difensivo in realtà non fu mai impiegato a scopo bellico. Nel 1799 gli Austriaci sottrassero oltre 120 cannoni di grosso calibro: da allora le Mura hanno perso valore militare.

Sopra l'anello delle mura si trovano piante secolari che, fin dall'inizio, furono utilizzate per compattare l'enorme massa di terreno. Nell'Ottocento la duchessa Maria Luisa di Borbone incaricò l'architetto regio Lorenzo Nottolini di sistemarle definitivamente a pubblico passeggio. Esse costituiscono ancora oggi una delle mete cittadine più frequentate.

L'Accademia Lucchese di Scienze, Lettere ed Arti trasse origine dall'Accademia degli Oscuri, un'adunanza prevalentemente letteraria, fondata a Lucca nella seconda metà del Cinquecento da Giovan Lorenzo Malpigli sul modello dell'Accademia degli Intronati di Siena. «Ma – scrive Vincenzo Torselli – nel 1755, conservati gli esercizi dell'eloquenza e della poesia, [...] statuirono di occuparsi nelle scienze fisiche, e nell'illustrazione della patria storia. [...] L'Accademia degli Oscuri vagò lungamente or qua or là, ricevuta ne' palazzi di que' nobili cui più stava a cuore la sua conservazione, né ebbe ferma stanza se non dopo il 1780 nella maggior sala del già monistero di S. Frediano, per questo fine ammodernata, e a più comoda e conveniente forma ridotta».

Nel 1805, sotto il governo di Felice Baciocchi e di Elisa Bonaparte, all'Accademia degli Oscuri subentrò l'Accademia Napoleone. La nuova adunanza ebbe breve durata (1805-1814), ma fu molto attiva nelle scienze e nella storia patria. Lo Statuto prevedeva che l'Accademia fosse articolata in due classi: Classe delle Scienze e Classe delle Belle Lettere e Belle Arti. Come indicato nello Statuto accademico, «la Classe delle Scienze è incaricata di raccogliere tutte le nuove scoperte. Essa si occupa dei mezzi, onde lo Stato profitti di quelle, che possono contribuire alla sua prosperità. Corrisponde con le Società scientifiche. Essa sarà composta di 16 membri, scelti tra gli uomini dotati di cognizioni distinte in alcuna delle scienze Matematiche e Fisiche». In realtà il progetto originario fu ridotto e le due classi furono riunite. Nel campo scientifico l'Accademia, pur non raggiungendo tutti gli ambiziosi obiettivi prefissati, poté registrare tra i soci corrispondenti scienziati di grande valore, come i matematici Joseph-Louis Lagrange e Gaspard Monge, l'astronomo matematico e fisico Pierre-Simon de Laplace, l'astronomo Giuseppe Piazzi, i fisici Alessandro Volta e Jean-Baptiste Biot, il chimico Claude-Louis Berthollet, i naturalisti Paolo Mascagni, Giovanni Fabbroni, Alexander Humboldt ed altri ancora.

Con la Restaurazione, l'Accademia riprese l'antico nome e successivamente, con la Duchessa Maria Luisa di Borbone, fu denominata "Reale Accademia Lucchese di Scienze, Lettere ed Arti". Negli anni seguenti l'istituzione svolse un'intensa attività culturale, soprattutto nell'ambito degli studi di storia patria. Oggi si compone di tre classi (scienze morali; scienze fisiche, matematiche e naturali; arti) e – come recita lo statuto – «si propone di cooperare all'incremento delle scienze, delle lettere e delle arti con speciale riguardo alla regione Lucchese e alla sua storia». L'Accademia ha oggi sede nello straordinario complesso di Palazzo Ducale, mentre la sua biblioteca è in deposito presso la Biblioteca Statale di Lucca.

Una lapide apposta nel 1932 sulla facciata di Palazzo Arnolfini, in piazza del Giglio, ricorda che in questo palazzo lucchese ebbe i natali, nel 1808, il fisico e ingegnere Felice Matteucci, ideatore, insieme a padre Eugenio Barsanti, del primo prototipo di motore a scoppio (si tratta di un motore che utilizza la combustione interna dei gas per produrre forza motrice).

La Chiesa di Santa Maria Forisportam, cioè edificata fuori della cinta muraria, esisteva, probabilmente, già nella seconda metà del secolo VIII. Fu ricostruita nel secolo XII e terminata, nella parte superiore, nel Cinquecento.

All'interno della chiesa si trova una meridiana del tipo a "camera oscura". Il foro d'illuminazione è situato in alto, sulla parete orientale, mentre la linea oraria è tracciata sul pavimento. Questa meridiana permette di determinare l'ora sfruttando un fascio di luce proveniente dal foro d'illuminazione. Quando il fascio di luce incontra la linea oraria significa che il Sole ha raggiunto l'altezza massima, indicando così il mezzogiorno vero del luogo (7'55" indietro rispetto all'ora solare di Roma).

Le origini della Zecca di Lucca risalgono al secolo VII, quando, sotto la dominazione dei Longobardi, furono emesse le prime monete (i "tremissi" in oro con il nome della città). Con Carlo Magno fu conservato il diritto di conio e fu emesso il denaro carolingio, una sorta di moneta unica europea. Nel secolo XIII venne battuto il "grosso lucchese" con l'effige del Volto Santo, crocifisso ligneo venerato a Lucca come protettore della città. La monetazione autonoma lucchese proseguì fino al governo dei principi Baciocchi, all'inizio del secolo XIX, quando entrò in circolazione il franco a base centesimale, coniato a Lucca sino al 1817. Nel 1843 l'amministrazione borbonica pose termine all'attività della Zecca che, in dodici secoli di attività ininterrotta, aveva coniato oltre 2.000 tipi di monete.

Continuatori della tradizione plurisecolare della Zecca sono oggi l'Associazione Antica Zecca di Lucca, creata nel 1996, e il Collegio dei Monetieri, nato l'anno successivo. Le attività svolte dal collegio spaziano dalla scuola di formazione per incisori di monete alle ricerche sul materiale conservato presso l'Archivio di Stato di Lucca. Molto importante è, inoltre, l'attività dell'Associazione e del Collegio relativa alla produzione di gettoni e di medaglie commemorative, realizzati secondo le tecniche tradizionali. Ogni anno l'Antica Zecca ripropone la coniazione delle emissioni storiche, con l'intento di riscoprire e valorizzare le antiche metodologie di lavorazione. In questo sforzo di conservazione rivolto alla valorizzazione del suo patrimonio storico, l'Antica Zecca ha recuperato i vecchi macchinari, allestendo un'officina di coniazione, e ha organizzato una esposizione museale e didattica al piano terra di un edificio annesso a Palazzo Guinigi.

La collezione, databile dal XVII al XX secolo, consiste prevalentemente in macchinari e utensili per la coniazione: torchi a bilanciere (tra cui un torchio del 1824 della Zecca dei Borbone), un pantografo bidimensionale Javier-Bercheaut dell'inizio del secolo XX, punzoni, taglioli per la creazione dei tondelli, crogiuoli per fusione. A questi si aggiunge una raccolta di bilance (tra cui una bilancia a parete del secolo XVIII), trabocchi e pesamonete. La collezione comprende anche una cassaforte del Settecento, una piccola serie di minerali della Toscana da cui venivano estratti i metalli per le monete e una vasta raccolta numismatica.

La Torre fa parte del palazzo appartenuto a Michele, Francesco e Nicolao Guinigi, membri di una ricca famiglia di mercanti. Edificato nella seconda metà del secolo XIV, il palazzo è un'elegante costruzione in cotto. La Torre costituisce una delle poche testimonianze del gran numero di torri e campanili che, nel Trecento, svettavano all'interno del circuito murario medievale di Lucca, a testimoniare, con la loro altezza, l'importanza della casata. La particolarità della Torre è dovuta alla presenza di un piccolo giardino pensile, sistemato sulla sua sommità, voluto dai Guinigi come simbolo di rinascita. Il giardino è diviso in tre aiuole dove sono piantati cinque lecci secolari. Dal giardino pensile della torre, passata, insieme al palazzo, al Comune di Lucca per volere dell'ultimo discendente della famiglia, si ammira uno splendido panorama della città e delle montagne circostanti.

Recentemente restaurata dall'amministrazione comunale e riaperta ai visitatori, la Torre delle Ore, situata nella centrale via Fillungo, è la più alta della città. Nel 1390 vi fu collocato il primo orologio, che scandiva le ore con il solo rintocco di una campana, e un secolo dopo vi fu applicato il quadrante. Nel 1752, dopo varie modifiche dei meccanismi succedutisi nel corso dei secoli, la Repubblica Lucchese commissionò all'orologiaio ginevrino Louis Simon la costruzione di un moderno meccanismo. Due anni dopo, con la collaborazione dell'orologiaio lucchese Sigismondo Caturegli, fu installato un nuovo quadrante e furono sostituite tutte le campane, fuse dal fonditore lucchese Stefano Filippi.

Il suono delle ore è alla romana (da una a sei) ed è scandito dalla campana più grande, mentre i quarti sono suonati da due campane più piccole. Ancora oggi, dopo aver salito i 207 gradini della scala in legno si raggiunge la sommità e, oltre a poter ammirare i tetti e le torri della città di Lucca e le montagne circostanti, è possibile osservare il settecentesco meccanismo a carica manuale dell'orologio pubblico, che rappresenta uno degli esempi più interessanti ancora funzionanti in Europa.

Contiguo al palazzo Lucchesini, sede del Liceo Classico "Niccolò Machiavelli", il palazzo Moriconi, poi Controni dalla fine del secolo XVII, fu costruito intorno al 1667. Felice Pfanner acquistò il palazzo nel 1860 e vi impiantò una fabbrica di birra che rimase attiva fino al 1929.

Tra il palazzo e la scarpata interna delle Mura è situato il giardino settecentesco, la cui splendida scenografia richiama il nome dell'architetto Filippo Juvarra. Il vialetto di accesso al giardino è delimitato da quattro vasi in terracotta contenenti piante di Cycas. L'area del giardino, sottolineata da un'alta siepe di bosso, è suddivisa in una serie di spazi rettangolari separati da vialetti rettilinei. Le quattro aree di fronte al palazzo, delimitate da siepi di bosso e alloro, presentano al centro una vasca ottagonale con le statue allegoriche dei quattro elementi tradizionali (Vulcano – Fuoco; Mercurio – Aria; Dioniso – Terra; Oceano – Acqua). Nei pressi del palazzo si trovano le statue delle quattro stagioni. Le specie arboree, oltre a piante stagionali, comprendono pini, tassi, magnolie e alberi da frutto. I viali principali sono delimitati da vasi con piante di limoni e di rose. Addossato al muro di cinta si trova l'edificio della limonaia con l'emblema della famiglia Controni.