Kasematy patří ke stavebním kuriozitám hradu Špilberku a představují jednu z nejnavštěvovanějších turistických atraktivit v Brně. Byly vybudovány v roce 1742 v rámci závěrečné etapy přestavby hradu na barokní pevnost, prováděné pod vedením zemského pevnostního inženýra plukovníka Rochepina.
Původ pojmenování kasemat (kasematte, casemate, casamatta) se odvozuje z dialektu některého románského jazyka, přičemž „casa“= dům a „matta“ = temný. Kasematy představují tedy temné prostory, nebo místnosti bez oken.
V 17. a 18. století se takto nazývaly všechny valeně klenuté prostory vybudované v tělese valového opevnění, jejichž účelem bylo poskytnout úkryt vojenské posádce i vojenskému materiálu v případě dělostřeleckého bombardování pevnosti. Nejinak tomu je i u špilberských kasemat, které se staly důležitou součástí vnitřního opevnění nejvýznamnější moravské zemské pevnosti.
Kasematy byly vestavěny do postranních hradních příkopů, severního a jižního. Šlo o dvoupatrové, z cihel postavené klenuté chodby. Severní kasematy tvořily v obou patrech dvojité chodby, dlouhé přibližně 109 m. Jižní byly o něco kratší, cca 102 m a jednoduché. Jejich spodním patrem procházel zděný odvodňovací kanál. Uprostřed chodby v jižním patře kasemat byly vestavěny čtyři pece, ve kterých bylo možné napéct chléb až pro pět tisíc osob. Kasematy byly opatřeny světlíky zajišťujícími přístup světla a vzduchu i topeništi s komíny a kachlovými kamny.
V severních kasematech tak bylo možno umístit až 1 200 mužů, jižní měly sloužit jako zásobovací prostory. Po dobu vlády Marie Terezie byly však využívány převážně jako skladiště vojenských potřeb.
Teprve v roce 1783 rozhodl císař Josef II. v rámci reforem rakouského soudnictví a vězeňství o jejich zcela novém poslání. Část špilberské pevnosti byla určena na vězení pro nejtěžší a nejnebezpečnější zločince a převedena pod civilní správu. Na hromadné vězeňské cely bylo přebudováno nejprve horní patro severních kasemat, na podzim roku 1784 pak z císařova příkazu byly v jejich dolním patře i v jižních kasematech zřízeny dřevěné kobky, do nichž byli jednotlivě přikováni trestanci, odsouzení k doživotnímu vězení.
Jistá zmírnění krutých trestů pro odsouzence umožnila až vláda Josefova nástupce Leopolda II, který v roce 1790 zrušil také trvalé přikování doživotně odsouzených, nechal odstranit dřevěné kobky a zakázal věznění v dolním patře kasemat. Horní patra kasemat však jako vězení sloužila až do počátku 30. let 19. století, kdy postupující humanizace vězeňství přinesla i konec kasematních žalářů. K vězeňským účelům byly postupně využívány nadzemní prostory špilberské pevnosti, oficiálně zrušené v roce 1820 a přeměněné na státní věznici.Věznici na Špilberku zrušil císař František Josef I. v roce 1855 a hradní objekt potom po více než 100 let byl využíván jako kasárna a vojenská věznice.
Svým určením i charakterem představovaly špilberské kasematy nejtvrdší žalář pro zvláště těžké zločince v celé rakouské monarchii.Nebyly zde vězněny osoby vyššího stavu (šlechtici, důstojníci, úředníci), odsouzení za různé přestupky i zločiny, zpronevěry, falšování úředních dokladů apod.), ani další tzv. státní vězňové, internovaní z politických důvodů, zejména bojovníci proti habsburskému absolutismu (uherští jakobíni, italští karbonáři, polští revolucionáři). Vězňové z těchto kategorií bývali na Špilberku umístěni separátně, zpočátku především v horním patře staré vězeňské budovy v zadním příkopu, později v části kasárenských objektů, zejména v severním křídle.
Kasematy byly poprvé zpřístupněny veřejnosti v roce 1880 zásluhou tehdejšího ředitele vojenských staveb v Brně Antona Costy-Rossettiho. Již více než 120 let se těší velkému zájmu návštěvníků. Při svém otevření byly opředeny řadou romantických i hrůzostrašných mýtů a legend, které značně odporovaly historické skutečnosti. Léty tyto legendy narůstaly a pronikly do obecného povědomí, turistických průvodců i nejnovější literatury.
Původní podoba kasemat se v průběhu let měnila. Podstatně k tomu přispěly i úpravy německé armády na samém sklonku 2. světové války. Poslední rozsáhlá rekonstrukce kasemat v letech 1987–1992, se jim pokusila vrátit základní podobu z konce 18. století, tedy z doby jejich přeměny na nejhorší žalář epochy císaře Josefa II.