Несколько десятков миллионов лет назад Мангупское плато в результате тектонических и эрозионных процессов отделилось от массива Чардакл-Баира, входящего во Внутреннюю гряду, обширной сквозной Ходжа-Салинской долиной и образовался сложенный известняками останец, поднимающийся над уровнем моря на 581 метр.

Объездивший полмира турецкий путешественник Эвлия Челеби писал в 1661 г.:

"Раскинулась эта скала как плоская равнина, поросшая травой и тюльпанами, а вокруг нее зияют пропасти глубиной в тысячу аршин - настоящие бездны ада!.. Аллах создал эту скалу для того, чтобы она стала крепостью <...> Если крикнуть в тех долинах, которые раскинулись у основания обрывов, гора гудит полчаса, словно гром, а человека охватывает страх и удивление".

С трех сторон плато ограничено вертикальными обрывами, достигающими на западной стороне высоты 70 метров. Северный склон прорезан тремя глубокими ущельями. Образованные этими ущельями четыре мыса придают Мангупу сходство с четырьмя пальцами гигантской птичьей лапы.
Раскопки показали, что люди обитали на плато, по крайней мере, 5 тыс. лет назад, то есть в эпоху меднокаменного и бронзового веков. Об этом свидетельствуют найденные здесь орудия из кремня и диорита. К I тысячелетию до н.э. относятся немногочисленные находки керамики таврского типа.

Во второй половине VI в. Мангуп становится центром фортификационной системы Византии. В византийских источниках VII-IX вв. он под названием ДОРОС, упоминается как главная крепость Крымской Готии.

В конце VIII в. крепость захватили хазары, но затем под предводительством архиепископа Иоанна Готского она была освобождена, впрочем, ненадолго.
В XIV в. город становится столицей княжества Феодоро, о чем гласит надпись на камне, обнаруженная в начале XX в. при раскопках большой мангупской базилики. В ней говорится о восстановлении в 1362 г. города Феодоро и строительстве цитадели. Город отстраивается пышно, в духе провинциального византийского зодчества.
В середине XV столетия в Мангупе появляется небольшая караимская община. Караимы обитают на Мангупе вплоть до 1792 года. В этот период в городе были возведены кенассы и многочисленные жилые постройки. После ухода караимов город опустел.

Известно, что никакая сложная фортификационная система не спасет крепость, если в ней отсутствует вода. На плато существует грот с родником. Ни в одном из других "пещерных городов" нет второго такого чуда. Обилие воды на изолированном плато высотой около 600 м над уровнем моря объясняется накоплением воды в трещиноватой толще известняков, которое происходит благодаря осадкам и конденсации атмосферной влаги.
На самой оконечности мыса Тешкли-Бурун высилась дозорная башня, венчавшая дозорный комплекс, вырубленные помещения нижних этажей которого можно увидеть и сегодня.