Povijest Motovuna započinje prije rimskog vremena, kada su na ovom mjestu digli svoje naselje Sekusi, keltsko pleme.
Motovun čine tri dijela grada. Na samom vrhu najstariji je dio, ispod njega je "Podgrađe", a noviji se dio "Gradiciol" spušta niz padinu. Gradić je do danas sačuvao srednjovjekovni izgled.
Obranu Motovuna činila su dva prstena zidina. Unutarnji prsten oko najstarijeg dijela grada datira iz 13. i 14. stoljeća. Kroz njega vode unutarnja vrata grada. Oko Podgrađa nalazio se drugi prsten gradskih zidina, u koji se ulazi kroz vanjska gradska vrata iz 15. stoljeća. U njima je danas lapidarij. Između dvoje vrata nalazi se vanjski gradski trg. Na trgu je, pokraj unutarnjih vrata, i gradska loža iz 17. stoljeća, predivan vidikovac na okolicu.
Središnji trg Andrea Antia nazvan je po renesansnom skladatelju i tiskaru nota, rođenom u Motovunu u drugoj polovici 15. stoljeća. Na trgu je barokna crkva Sv. Stjepana, izgrađena 1614. na mjestu starije crkve. Uz crkvu je zvonik–kula iz 13. stoljeća, s nazubljenim prsobranima, građena kada i prva crkva na čijim temeljima je sagrađena sadašnja. Malo je poznato da je na istom mjestu u kasnoj antici bila starokršćanska bazilika, još veća no što je današnja crkva Sv. Stjepana.
Nasuprot crkve je Komunalna palača, građena u 12. stoljeću, a u 16. i 17. stoljeću proširivana i obnavljana. Ispod trga je velika cisterna koja je opskrbljivala vodom Motovun. Do vrha Motovuna vodi uspon od preko 1000 stepenica.
Kroz Motovun je prolazila željeznička pruga Parenzana, čime je mjesto ostvarivalo dobru povezanost s Porečom na zapadu te sa Slovenijom i Italijom na sjeveru. Kolodvor je sačuvan i nalazi se podno brežuljka na kojem je smješten stari dio grada, neposredno prije ulaska u tzv. motovunski tunel.