Pöide maalinn on olnud üks Saaremaa tugevamaist esiajaloolistest ja keskaegsetest kindlustistest. Linnuse vallide kõrgus siseküljelt on 5-6 m, välisküljelt koos algse seljakunõlvaga kuni 10-11 m. Linnuse valli on lõhkunud I maailmasõja aegsed laskepesad. Linnuse siseõu hõlmab umbes 0,43 ha, selle keskel on lohk, arvatav kaevuase. Kaevu kõrval on suurtest raudkividest kõrgendik, võimalik kunagine hoone. Kultuurkihi paksus on õue keskosas 0,2-03 m.
1990-1993 toimusid maalinnal arheoloogilised kaevamised Vello Lõugase juhtimisel. Avati 160 m2 suurune kaevand linnuse kirdevärava lähedal. Kaevand hõlmas peamiselt valli sisekülge jäävat õueala, kuid lõikas ühte nurka pidi ka valli. Leiti kaks eri kasutusjärku ahjudega hooneid, mis olid veidi enam kui saja-aastase vahega ehitatud otse teineteise peale.
Üksikud leiud osutavad asulale hilisema linnuse kohal siiski juba ajaarvamise vahetusel. Umbes samast ajast pärinevad ka linnusest põhja poole jäävad kivikalmed ning võib-olla ka väikeselohulised kultusekivid. Mingi kindlustisega siin tollal veel tegu ei olnud.
Linnus rajati esmakordselt 7.- 8. sajandil, eelviikingiajal. Seda kaitses kividest ja liivast vall, mille peal oli puidust tara. Valli hoovipoolsel sisekülge ääristasid rõhtpalkidest hooned. Võib arvata, et viikingiaegne Pöide linnus oli ümbritseva piirkonna poliitiliseks keskuseks, kus vähemalt osa aega resideerisid pealik või pealikud oma pere- ja kaaskondlastega, kuid kus vähemalt kaitsemeeskond oli kohal aastaringselt. Samasse perioodi kuuluvaid leide on saadud praeguse Iruste küla keskelt, kus võis juba tollal paikneda linnust hallanud pealiku muinasmõis. Linnuselt leitutele sarnaste savinõude kilde on tulnud rohkesti välja ka 7 km kauguselt Tornimäe sadamakohast, mis oli samuti kasutusel üksnes viikingiaja esimesel poolel ja keskpaigas.
Viikingiaegne linnus põles või põletati maha 1000. aasta paiku. Hiljemalt 12. sajandil rajati samasse varasemast tunduvalt paremini kindlustatud suur linnus, mille vall ja lisakindlustistega väravakohad on näha tänapäeval. Vall koosnes nüüd peamiselt liivast, mida hoidsid koos palkidest kastid. Viimaste kõdunedes valgus liiv laiali. Originaalkujul oli vall seega praegu nähaolevast mitu meetrit kõrgem, lisaks oli selle peal puitkindlustis.
Nagu osutab intensiivne rohkete leidudega kultuurkiht ning 14C analüüsid, püsis uus linnus kuni 14. sajandini. Linnus pidi seega eksisteerima samaaegselt Pöide kiriku juurde ehitatud tornlinnusega. Hoolimata suurusest ja tugevatest kindlustistest pole Pöide eestipärase leiuainesega linnust aga kirjalikes allikates mainitud.