Благоприятные природно-географические условия издавна привлекали людей в этот регион. Кремлевский холм в свое время был с трех сторон окружен водой. С востока он был обрамлен цепью озер, впадающих в реку Казанку, омывающую холм с севера. Полоса топких болотистых лугов, расположенных на противоположном берегу Казанки, за которыми тянулись дремучие леса, служила дополнительной преградой против нашествия врагов с северо-запада. С запада и юго-запада крепость защищал илистый Булак.
Процесс заселения кремлевского холма начался еще в глубокой древности. Наиболее ранние находки, обнаруженные на этой территории, относятся к эпохе мезолита. Такие находки как керамика, обломки сверленного боевого топора и ряд других свидетельствуют об освоении этой местности еще в эпоху бронзы.Возникновение Казани происходило на общеисторическом фоне становления городов Восточной Европы, в частности, Волжской Булгарии.
Древняя Казань возникает в период быстрого роста мощи Булгарского государства на территории с выгодными природно-географическими условиями. Появление булгар в бассейне реки Казанки на рубеже IX-X веков связано с общим процессом заселения ими региона Волго-Камья. Основание Казани на современном кремлевском холме было закономерным результатом освоения северо-западных территорий Булгарского государства и объясняется стремлением закрепиться на новой экономически выгодной территории. С момента освоения кремлевского холма булгарами и возведения здесь оборонительных укреплений начинается история Казани.
Возведение укреплений начинается с северной оконечности кремлевского холма и относится к рубежу Х-ХI веков. С южной стороны была также была сооружена мощная линия укреплений. Она состояла из крутого рва-оврага шириной 14 м и глубиной 4 м, а также земляного вала шириной в основании 12 м и высотой до 3 м с проездными воротами. Восточная и северная линии укреплений в виде частокола бревен диаметром 20-25 см с заостренными обожженными концами шла по краю холма. Застройка города была неплотной и не имела определенной системы.