ตัวปราสาทหินพนมวันสร้างเป็นปรางค์มีฉนวน ติดต่อกันเป็นรูปสี่เหลี่ยมยาว 25.50 เมตร กว้าง 10.20 เมตร พระปรางค์มีประตูซุ้ม 3 ด้าน ซุ้มประตูด้านทิศเหนือ ประดิษฐานพระพุทธรูปยืนปางประธานอภัย 1 องค์ ลักษณะศิลปะแบบอยุธยา รอบปราสาทเป็นลานกว้างมีระเบียงคดก่อด้วยหินกว้าง 54 เมตร ยาว 63.30 เมตร ประกอบด้วยประตูทางเข้า 4 ทิศ ทางด้านทิศตะวันออกมี “บาราย” หรือสระน้ำขนาดใหญ่ประจำชุมชน เรียกว่า “สระเพลง" ซึ่งยังคงสามารถใช้ประโยชน์ได้ถึงปัจจุบัน ทางด้านทิศตะวันตกเฉียงใต้ของปรางค์มีอาคารก่อด้วยหินทรายสีแดงเรียกว่า “ปรางค์น้อย” ภายในประดิษฐานพระพุทธรูปหินขนาดใหญ่ บริเวณโดยรอบปราสาทมี ระเบียงคต สร้างด้วยหินทรายและศิลาแลงล้อมเป็นกำแพงอยู่ ประตูทางเข้าเทวสถาน มีซุ้มประตูสลักหินทรายขนาดเล็กก่อสร้างเป็นรูปหอสูงทั้งสี่ทิศ บริเวณรอบนอก ปราสาททางด้านทิศตะวันออกห่างจากโบราณสถานเกือบ 300 เมตร มีร่องรอยของคู น้ำและเนินดิน เรียกกันแต่เดิมว่า “เนินนางอรพิมพ์” หรือ “เนินอรพิม” นอกจากนี้ยังพบศิลาแลงจัดเรียงเป็นแนวคล้ายซากฐานอาคารบนเนินแห่งนี้ด้วย สันนิษฐานว่าน่าจะเป็น “พลับพลาลงสรง” ในรูปแบบพิเศษที่ไม่เคยพบในที่อื่นๆ ของประเทศไทย อาจใช้เป็นเรือนสำหรับรับรองเจ้านายหรือเป็นวังของผู้ปกครองเมืองพนมวัน แล้วก็เป็นพลับพลาพระตำหนักรับเสด็จพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 หรือผู้แทนพระองค์ที่น่าจะเดินทางมาถึงปราสาทพนมวันในยุคพุทธศตวรรษที่ 18 เพื่อถวายพระพุทธรูปพระชัยพุทธมหานาถ และจากการขุดค้นทางโบราณคดีโดยกรมศิลปากร ทำให้เรารู้ว่าปราสาทหินพนมวันสร้างขึ้นเป็นจนเป็นยอดปราสาทโดยสมบูรณ์แต่ก็พังทลายแบบถล่มลงมาอย่างรุนแรงทำให้ชิ้นส่วนรูปสลักที่มีอยู่ไม่มากนักกระทบกันจนแตกหัก เรือนยอดปราสาทแตกละเอียดเป็นชิ้นเล็กจนยากที่จะซ่อม ส่วนหน้าบันก็มีหลงเหลือจนเกือบครบทุกด้าน มีทั้งที่ยังไม่เริ่มแกะสลักไปจนถึงแกะสลักเสร็จแล้ว
