کهنه قلعه در سمت راست ورودی مشگین شهر از طرف جاده اردبیل و روی تپه‌ای طبیعی با ۵۰ متر ارتفاع واقع شده و واقع در پشته غربی سمت چپ رودخانه خیاو چای و در فاصله ۱۵۰ متری سنگ نبشته مشهور سورو شکن داشی دیده می‌شود که سفالینه‌ها و مفرغ های به دست آمده، پیشینه این بنا را حتی به دوره ساسانیان می رساند، این بنا تحت شماره  ۶۱۸ در سال ۱۳۴۵  به ثبت آثار ملی رسیده است، ارتفاع تقریبی این قلعه 1416 متر از ستطح آب‌های آزاد است.
کهنه قلعه با مساحتی در حدود ۱۵ هزار متر مربع و پلان قلعه به صورت ذوزنقه غیر منظم در امتداد شمال غربی و جنوب غربی می‌باشد طول ضلع آن ۹۰ متر و ضلع جنوبی آن ۲۳۷ متر و عرض این قلعه در سمت غربی ۱۱۵ متر ودر شرق ۹۱ متر می‌باشد در دو گوشه شمال غربی و جنوب آثار برج مدور به قطرهای ۶ متر و ۱۰ متر مشاهده می‌شود.

سازه‌های دیوارهای قلعه از سنگ، ملات گچ و آهک و بقیه از خشت و کنگره‌های آن از گل ساخته شده است. قلعه از 4 دیوار خشتی، گلی و آجری که بر پایه های سنگی استوار شده است که در سه قسمت آن تاسیساتی حجره مانند، طویله و آخورهای متعدد ساخته شده است. در دو قسمت انتهایی قلعه که به دره خیاوچای مشرف است، نشانه هایی از دو برج کهنه با دیوارهای گلی گلداری که یادگار زینت های گم شده است، وجود دارد. از بالای دیوار، همه دره تیررس نگهبانان بوده است. با همه پوسیدگی دیوارها و برج و باروها، هنوز ته مانده ای از امنیت یک پناه گاه را می توان در آن احساس کرد. ارتفاع حصار در داخل بیش از چهار متر و از خارج بیش از هشت متر است. در این قلعه چون از دیرباز در تملک ارتش و سربازخانه دولتی بوده، اجازه هیچ گونه کندکاو و حفاری داده نشده است ولی احتمال می رود قلعه کهنه در محل همان قلعه باستانی ساسانی بنا شده باشد که در کتیبه خطی دره، از قول نارسه هرمزد به آن اشاره شده است.

در کاوش‌های باستانشناختی در کهنه قلعه نشانه‌هایی از موارد فرهنگی، سفال‌های دست ساز و چرخ ساز به رنگ نخودی و خاکستری و فلز مفرغ مربوط به دوره آهن سه به دست آمده که منسوب به اقوامی است مشهور به «اورارتو» که در آستانه شکل گیری دولت ماد و در مواردی حتی پیش از آن در بیشتر نقاط آذربایجان نشانه‌هایی از فرهنگ و تمدن آنها مشاهده شده است. کاوش های فصل اول در سال ۱۳۶۶ در این قلعه انجام گرفته و در سال ۱۳۶۷ کاوش‌های فصل دوم صورت گرفت.