Elazığ'ın Palu ilçesinin hemen doğusunda, Murat Nehri'ne hakim sarp bir kaya kütlesi üzerinde yer alan Palu Kalesi, yaklaşık 3000 yıllık geçmişiyle Doğu Anadolu'nun en görkemli kalelerinden biridir. Urartu Krallığı'nın batı genişlemesinde kilit bir rol oynayan kale, Evliya Çelebi tarafından "göğe baş uzatmış bir kale" olarak nitelendirilmiş; tarih boyunca Sebeteria, Romanapolis ve Balu gibi isimlerle anılmıştır. Palu Kalesi, özellikle Urartu Kralı Menua (M.Ö. 810-786) döneminde inşa edilen anıtsal yapılarla önem kazanmıştır. Kalede bulunan çivi yazılı kitabe (Menua Yazıtı), kentin Urartu dönemindeki adının Şebeteria olduğunu belgeler. Yazıta göre Menua, bu bölgeyi (Supani/Harput havalisi) topraklarına katmış, Malatya (Melitine) krallığını haraca bağlamış ve burada bir tapınak inşa ettirmiştir.
Kalede Urartu dönemine özgü çok odalı kaya mezarları, kaya tünelleri, merdivenler ve su sarnıçları bulunmaktadır. Özellikle doğu yöndeki kiklopik sur duvarları, Urartu savunma sisteminin gücünü yansıtır. Kale, topografik yapısı gereği "Yukarı Kale" ve "Aşağı Kale" olmak üzere iki ana kısma ayrılmıştır. Kaleye ana giriş, batı yamaçtaki yaklaşık 150 metre uzunluğunda ve 8-10 metre genişliğindeki doğal bir rampa ile sağlanır. Orta Çağ'da bu rampanın kenarları harçlı duvarlarla tahkim edilmiştir.
11. yüzyıldan itibaren kale, Artuklu, Selçuklu ve Osmanlı dönemlerinde yoğun inşa faaliyetine sahne olmuştur. Bu dönemde yapılan harçlı surlar ve askeri binalar, genellikle Urartu temelleri üzerine inşa edilmiş; hatta Urartu binalarından sökülen devasa bazalt bloklar devşirme malzeme olarak kullanılmıştır. Kaledeki büyük bölmeli sarnıçlar, buranın kuşatmalar sırasında yoğun bir nüfusu barındırabilecek lojistik kapasiteye sahip olduğunu kanıtlamaktadır. Eski Palu yerleşimi, kalenin eteklerinde uzanan zengin bir dini ve sivil mimari mozaiğine sahiptir. Güney ve batı eteklerinde Osmanlı dönemine ait camiler ve hamamların yanı sıra, bölgenin kadim geçmişini yansıtan bir Ermeni kilisesi kalıntısı yer alır. Bazı kaynaklarda Arsamosata (Şimşat) ile ilişkilendirilen Palu, Bizans döneminde Romanapolis adıyla ve Balahovit (Balabitene) beyliğinin merkezi olarak önemini korumuştur.
