Merkinės piliakalnis įrengtas aukštumos kyšulyje, 100 m nuo Merkio santakos su Nemunu, abiejų upių dešiniuosiuose krantuose, Stangės kairiajame krante. Piliakalnyje stovėjo Merkinės pilis. Šlaitai statūs, 12-30 m aukščio. Vakariniame šlaite įrengti laiptai. Iki šių dienų išliko dalis aikštelės (5 × 7 m), manoma, ji buvo daugiau kaip 20 m skersmens, apjuosta pylimu.
Išliko pylimo fragmentų (1,5 m aukščio, 15 m pločio). Iki 20 a. pirmos pusės didžiąją dalį Merkinės piliakalnio nuplovė Stangės upė. Į šiaurės rytus nuo Merkinės piliakalnio yra papilys. Jo aikštelė ovalo formos, 150 × 300 m dydžio, be matomų įtvirtinimų. Šlaitai iki 15 m aukščio. 1997 ir 1998 čia rasta iki 80 cm storio kultūrinis sluoksnis.
Pietinėje ir vakarinėje piliakalnio papėdėse yra papėdės gyvenvietė. Ji tirta 1971, rastas 2 m storio kultūrinis sluoksnis. Radiniai: žiestosios keramikos dirbiniai, akmeninis sviedinys, 16–17 a. keramika, kokliai, plytos. 200 m į rytus nuo Merkinės piliakalnio yra 14 a. pabaigos–15 a. senkapis.
Piliakalnį 1971 tyrė D. Balčiūnaitė. Ištirtas pylimas, išskirti 3 jo raidos laikotarpiai, sietini su pilies (minima nuo 1377) užėmimais: iš pradžių buvo moliu ir akmenimis tvirtinta medinė siena aikštelės krašte (1391); jai sudegus, likučiai užpilti 2 m storio molio sluoksniu, paviršius suplūktas (1394); vėliau pylimas paaukštintas – užpilta žvyro ir ant jo pastatyta medinė gynybinė siena (1403). Vėliau pilis vėl atstatyta. Merkinės piliakalnis datuojamas 14–15 amžiumi. Jame stovėjo viena stipriausių lietuvių medinių pilių Nemuno gynybinėje sistemoje.