ปราสาทหินพิมาย เป็นศาสนสถานที่มีขนาดใหญ่และสำคัญที่สุด ตั้งอยู่กลางเมืองพิมาย มีองค์ประกอบดังนี้ 1.พลับพลาเปลื้องเครื่อง ตั้งอยู่บริเวณด้านซ้ายมือของทางเดินเข้าสู่ตัวปราสาท เป็นอาคารรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดกว้าง 26 เมตร ยาว 35.10 เมตร หันหน้าไปทางทิศตะวันออก จากการขุดแต่งบริเวณนี้พบกระเบื้องมุงหลังคาจำนวนมากและยังพบรูปเคารพเครื่องประดับและเหรียญสำริดจำนวนหนึ่งภายในอาคาร จึงเป็นเหตุให้เรียกกันว่า "คลังเงิน" อยู่ระยะหนึ่ง 2.สะพานนาคราช ตั้งอยู่บริเวณด้านหน้าทางเข้าโคปุระด้านทิศใต้ สร้างด้วยหินทราย มีผังเป็นรูปกากบาท ราวสะพานทำเป็นตัวลำตัวนาค ที่ปลายราวสะพานทำเป็นรูปนาคราชชูคอแผ่พังพานเป็นรูปนาค 7 เศียร 3.ซุ้มประตูและกำแพงแก้ว ซุ้มประตูหรือโคปุระ มีลักษณะเป็นรูปกากบาท ตั้งอยู่กึ่งกลางของแนวกำแพงแก้วทั้ง 4 ด้าน กำแพงแก้วก่อด้วยทราย 4.ชาลาทางเดิน ด้านทิศใต้เข้ามาจะเป็นลานชั้นนอกของปราสาท ปรากฏแนวทางเดินทอดไปยังซุ้มประตูระเบียงคดด้านทิศใต้แนวทางเดินนี้ก่อด้วยหินทรายยกสูงประมาณ 1 เมตร แบ่งเป็น 3 ช่องทางเดิน 5.บรรณาลัย ตั้งอยู่บริเวณลานชั้นนอกระหว่างซุ้มประตูกำแพงแก้วและซุ้มประตูระเบียงคดด้านทิศตะวันตก มีลักษณะเป็นอาคารรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ยกพื้นสูงก่อด้วยหินทราย กั้นเป็นห้องยาวตลอดแนว 6.สระน้ำ ตั้งอยู่ที่มุมทั้ง 4 ทิศ ของลานกำแพงปราสาทชั้นนอก ภายในสระพบว่ามีการนำวัสดุจากชิ้นส่วนสถาปัตยกรรม เช่น เสาประดับกรอบประตู นำมาวางเรียงกันอย่างไม่เป็นระเบียบ 7.ซุ้มประตูและระเบียงคด ก่อด้วยหินทราย เป็นระเบียงทางเดินหลังคาซุ้มโค้งมีแผนผังรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าล้อมรอบปราสาทประธาน มีซุ้มประตูอยู่กึ่งกลางทั้ง 4 ด้าน โดยมีตำแหน่งที่ตั้งตรงกับแนวของประตูเมืองและประตูทางเข้าปราสาท 8.ปราสาทประธาน ภายในลานชั้นในซึ่งเป็นที่ตั้งของอาคารศาสนาสถานหลายหลัง ที่ตั้งอยู่ตรงกลางคือปราสาทประธาน เป็นศูนย์กลางและที่สำคัญที่สุด ปราสาทประธานสร้างด้วยหินทรายสีขาว สูง 28 เมตร หันหน้าไปทางทิศใต้ 9.พลับพลา ภายในลานชั้นในด้านทิศตะวันออกของปราสาทประธาน มีฐานอาคารก่อด้วยหินทราย ผังรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัวย่อมุม มีหลุมขนาดใหญ่อยู่ที่ขอบฐานด้านทิศเหนือและทิศใต้ ด้านที่หันเข้าสู่ปราสาทประธานทำเป็นมุมยื่นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 10.หอพราหมณ์ เป็นอาคารก่อด้วยหินทรายและศิลาแลง ตั้งอยู่บนฐานเดียวกันกับปรางค์หินแดง พ.ศ.2497 มีการค้นพบศิวลึงค์ขนาดย่อมทำด้วยหินทราย 11.ปรางค์หินแดง ตั้งอยู่ทางด้านทิศตะวันตกเฉียงใต้ของปราสาทประธาน มีมุมยื่นออกไปทั้ง 4 ทิศ เหนือกรอบประตูทางเข้าด้านทิศเหนอมีทับหลังหินทรายสลักภาพเล่าเรื่องมหาภารตะ 12.ปรางค์พรหมทัต สร้างด้วยศิลาแลง ตั้งอยู่ด้านหน้าของปราสาทประธานทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ประตูทำเป็นมุขยื่นออกมาทั้ง 4 ด้าน ภายในองค์ปรางค์พบประติมากรรมสำคัญ 2 ชิ้น คือ ประติมากรรมหินทรายรูปบุคคลขนาดใหญ่ขัดสมาธิ และ ประติมากรรมหินทรายรูปสตรีนั่งคุกเข่า ส่วนศรีษะแขนหักหายไป เชื่อกันว่าเป็นรูปของพระนางชัยราชเทวี