Elle comprend trois corps de bâtiments identiques dessinant une vaste cour rectangulaire ; le bâtiment situé parallèlement à la rue Sainte-Catherine porte un fronton historié.
La caserne était primitivement située hors des murs de la ville, mais la porte Sainte-Catherine fut déplacée de quelques centaines de mètres en 1768 lors de l’inauguration de la caserne, ainsi, elle se trouva incluse dans le périmètre urbain.
L'empereur François-Joseph (descendant direct des ducs de Lorraine) qui la visita un siècle après sa construction la déclara une des plus fonctionnelles d'Europe.
Depuis 2024, à la suite d’une réhabilitation complète des deux bâtiments latéraux, la caserne Thiry a été partiellement transformée en cité administrative, accueillant maintenant divers services administratifs dont la DDFIP. Le bâtiment principal de la caserne est toujours occupé par l’armée, ainsi que le bout du bâtiment latéral ouest[2].
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