Невьянская башня уникальна в конструктивном отношении. В ней, наряду с другими сооружениями XVIII века, были впервые широко применены металлические конструкции: коробки дверных и оконных проемов в башне выполнены из чугуна.

Дверная коробка — это неподвижная часть двери, которая покрывает дверной проем в стене, к ней дверными петлями прикреплена дверная створка. Дверная коробка состоит из четырех чугунных брусьев, соединенных шипами: вертикальные — это «откосы», верхняя перекладина — это «дверная перемычка», нижняя перекладина — «опорный брус». Вставка входит в гнездо кладки и к стене крепится костылями. Литой порог прикреплен костылями.

Уральское чугунное художественное литье появилось еще в самом начале XVIII века. Суть технологии производства заключалась в следующем: с помощью деревянных или металлических моделей и стержневого ящика из песчано-глинистой смеси изготовляли части полости литейной формы, которые располагались в специальных ящиках (опоках) и формировали наружные контуры отливок, и стержни, создающие в отливках отверстия. Собранная из этих частей литейная форма заливалась жидким металлом через литник и после его застывания разбиралась, чугунная отливка вынималась.

За этой дверью скрывается «тайный» ход в северной стене четверика. Толщина стены — 1 метр 78 сантиметров, стена полая, внутри нее проложена каменная лестница, облицованная чугунными плитами. Лестница ведет на третий этаж башни, в бывшую заводскую лабораторию, или «пробирную». Отметим, что внутристенные лестницы и проходы широко применялись в культовых, общественных, жилых и других зданиях с незапамятных времен.

Помещение «пробирной» лаборатории расположено в основном объеме башни, оно имеет сводчатое перекрытие. Освещается помещение двумя окнами на западном и южном фасадах башни.

По указу 1720 года все заводы обязаны были проводить лабораторные испытания руды, которую добывали. Именно с этого времени в России и проводились обязательные для заводов лабораторные испытания руд. Акинфий Демидов практически вынужден был завести собственную заводскую лабораторию. Разместить ее он решил в стенах башни. «Действовала она вполне легально, хотя доступ сюда был крайне ограничен», — писал о ней уральский краевед С.А. Лясик.

«Пробирная» отмечена в составленном в 1746 году «Описании фабрик, в них горнов, молотов и протчаго» Невьянского завода, подготовленном комиссией механика Бахорева: «Пробирная под башнею, в ней железных 2 печки и один горн». В 1848 году это помещение уже пустовало.