Mermer Kule, Marmara Surları olarak isimlendirilen İstanbul Deniz Surları’nın Theodosius Surları olarak bilinen
İstanbul Kara Surları ile kesiştiği noktada yer alır. Deniz Surları’nın en batıdaki kulesidir. Merkezi bir avlu ile sarnıçları olan ve devşirme mermer bloklardan inşa edilen dört katlı bir yapı kompleksidir. Rampalar, surlar ve mazgallar askeri bir işleve işaret ederken özellikle iç kısımdaki mimari vurgular ve sonradan eklenen sarnıçlar, yapının konut olarak kullanıma işaret eder.
Theodoros Palaiologos Kantakouzenos’un 1402-1410 yılları arasında bir saray yaptırdığı bilindiğinden bu sarayın Mermer Kule yapı kompleksi olduğu ileri sürülmüştür. Palaiologos ve Kantakouzenos hanedanına ait monogramlarının yer aldığı bir mimari öğe, bu görüşü desteklemek için kullanılmışsa da konu ile ilgili görüş birliği sağlanamamıştır.
Altın Kapı’da 14. yüzyılın ikinci yarısında inşa edilen ve Chryseia Kastellionu olarak bilinen başka bir yapı da söz konusudur. 1354’teki bir iç savaştan sonra John VI Kantakouzenos, Altın Kapı tarafındaki surların yönetimini V. Ioannes Palaiogos,’a devretmiştir. V. Palaiologos burada, Azizler Kilisesi ve Kırk Şehitler Kilisesi’nden çıkan malzemeler ve St. Mokios Bazilikası’nın kalıntıları ile yeni bir kule inşa etmiştir. Söz konusu yeni kule ikamet eden V. Ioannes’in torunu VII. Ioannes’in,1390 yılında İstanbul’un kontrolünü ele geçirmesinin ardından Sultan I. Beyazıt, V. Ioannes’i, Osmanlı’da rehin olarak tutulan oğlu II. Manuel’i kör etmekle tehdit ederek kendisinden Chryseia Kastelionu’nu yıkmasını istemiştir. Bu yapının yıkılması üzerine serbest kalan II. Manuel Romalılarla birlikte limandan girerek babası V. Ioannes Palaiologos’un bulunduğu yeni kuleye gitmiştir.
Kuleyi içeren yapı kompleksine ait alanın olasılıkla Altın Kapı’ya kadar ulaştığı, yapının yaşam alanlarının yanı sıra liman, hayvan ve asker barınakları ile ikmal tesislerini içerdiği düşünülmektedir. Bu nedenle Mermer Kule’de yer alan ve üzerinde Palaiologos ve Kantakouzenos ailelerine ait monogramlar bulunan devşirme malzemelerden de yola çıkılarak bu kulenin, V. Palaiologos’un inşa ettirdiği deniz tarafındaki kule olduğu ileri sürülmektedir.