Castrul a fost amplasat la intersecţia dintre două drumuri antice importante care duceau spre Ulpia Traiana Sarmizegetusa prin culoarul Bistra: unul venind dinspre Drobeta / Dierna, celălalt dinspre Pojejena prin Berzovia, ambele trecând în acest punct Timişul. Când cetatea legionară de la Berzovia a fost dezafectată (circa 118/119 d.Hr.), Tibiscum a devenit cel mai important fort al sistemului defensiv din sud-vestul Daciei.
Datorită poziţiei extrem de strategice, un post militar aici a devenit necesar încă din prima etapă a cuceririi romane (101-102 d.Hr.) şi a fost dezvoltat în continuare în funcţie de evenimentele majore care au afectat provincia. Mărturie a acestei dinamici sunt cele patru fortificaţii suprapuse (denumite convenţional I–IV) identificate la faţa locului, adăpostind diferite tipuri de unităţi militare, întotdeauna ajustate în funcţie de ameninţarea iminentă. Ca o consecinţă a acestei evoluţii continue, etapa a IV-a, care încorporează două fortificaţii anterioare, este neobişnuit de mare şi cu un plan nu complet regulat, partea de vest fiind înclinată, rezultând o formă trapezoidală (reconstruită ca aproximativ 175-210 × 310-320 m). Partea de sud a fortului a fost distrusă de fluctuaţia râului Timiş – o problemă prezentă şi în antichitate, după cum arată eforturile documentate de a menţine un curs controlat al râului în perioada romană. În colţul de sud-vest al castrului a fost dezgropată o structură de tip debarcader cu două niveluri, care cel mai probabil a avut un rol important şi în navigaţia fluvială. La est de castru, a fost cercetată şi o parte a unei terme. Descoperirile monetare datate în secolul al IV-lea indică faptul că fortificaţia a fost locuită chiar şi după ce a fost abandonată de trupele romane.

Săpăturile arheologice efectuate sistematic încă din anii 1960 s-au concentrat mai ales pe etapa a patra de existenţă. În timpul acestor cercetări au fost scoase la iveală porţile de nord, de est şi de vest, părţi din zidul de incintă est şi nord, clădirea sediului şi alte patru clădiri din piatră. Etapele anterioare (I-III) şi alte structuri au fost identificate doar prin tranşee la scară mică.

Aşezarea civilă (vicus) a fost strâns legată de evoluţia castrului de lângă ea, culminând cu construirea unui sistem defensiv în secolul al III-lea în jurul vicusului, sub formă de arc, care se termina în colţul de nord-vest al castrului. Aşezarea a acoperit probabil o suprafaţă mai mare, dar partea situată la nord-est de castru este cea mai cercetată. Aici au fost descoperite 15 clădiri din piatră, dintre care majoritatea erau situate de-a lungul unei străzi orientate sud-nord, paralelă cu latura de vest a fortului. Printre aceste clădiri, unele reprezentau spaţii de locuit, altele serveau drept ateliere, iar câteva erau o combinaţie a celor două. Atelierele de sticlă, metal şi olărit exemplifica un adevărat cartier artizanal, rar atestat în Dacia romană. Se consideră că aşezarea civilă de pe malul stâng al Timişului era tot parte a municipiului Tibiscum, care se întindea astfel de-o parte şi de alta a râului. Aşezarea civilă a prosperat prin comerţ, nu numai în interiorul provinciei, ci şi mai important în exterior, având contact regulat cu populaţiile „barbare” de la vest de Dacia.

Soldaţii şi dependenţii lor civili care soseau la Tibiscum din diferite regiuni ale Imperiului au creat o adevărată comunitate multiculturală. Cei mai vizibili în evidenţa arheologică sunt Plamyrenes, care au lăsat inscripţii funerare bilingve (latină şi aramaică) şi altare dedicate zeităţilor orientale precum Bel, Malagbel, Iarhibol, numiţi uneori „zei patriei”. La mică distanţă se află singurul templu cunoscut din Dacia, dedicat lui Apollo Conservator, o variantă rar atestată a zeităţii, strâns legată de cultul imperial.

La Tibiscum exista un complex de băi militare, fiind cercetate două băi, care se pare ca au aparţinut trupelor Numerus Palmyrenorum şi cohors I Sagittariorum.