In cima al Domo vulcanico dell'Acquafredda attorno alla prima metà del 1200 venne costruito il castello omonimo dalla famiglia pisana dei Donoratico della Gherardesca. Il castello faceva parte, insieme alla rocca del Monte Gioiosa Guardia del sistema difensivo creato dai pisani attorno all'area mineraria. La cinta muraria esterna conteneva alcuni fabbricati destinati ad alloggi: magazzini, stalle, frantoi, mulini e cisterne per l'acqua. Il più noto proprietario del castello è stato Ugolino della Gherardesca, citato anche da Dante nella Divina Commedia (canto n° 33); del tutto fantasiosa sarebbe invece la leggenda secondo cui nel castello sarebbe stato rinchiuso il conte Ugolino con i suoi due figli e tre nipoti in seguito a una rivolta popolare. Le rovine si conservano sul versante meridionale e sulla cima del Domo, contribuendo non poco alla celebrità del sito menzionato in tutte le guide e carte turistiche della Sardegna. Strutturalmente il castello è composto da più corpi murari articolati su tre livelli in modo da creare più linee di difesa. Nella parte più alta, si elevano le imponenti murature del nucleo fortificato, il Mastio, abitazione del castellano. L'edificio presentava in origine due piani in elevazione, vi era una terrazza sovrastante e un piano interrato adibito a cisterna, qust'ultimo è ancora oggi in buono stato di conservazione. Sono ancora presenti le mura di nord-ovest e sud-est alte circa 10 metri, guarnite di merli guelfi. Al mastio si accede dal lato nord salendo su una scalinata in pietra. Sul muro nord esistevano 5 stemmi: tre sono stati scalpellati, dei restanti, uno raffigura l'aquila imperiale, simbolo dello schieramento ghibellino della Gherardesca e l'altro è attraversato da una banda diagonale.