ตั้งอยู่ในตัวอำเภอพิมาย ประกอบด้วยโบราณสถานสมัยขอมที่ใหญ่โตและงดงามอลังการนั่นคือ ปราสาทหินพิมาย แหล่งโบราณคดีที่ทรงคุณค่าทางประวัติศาสตร์ บนพื้นที่ 115 ไร่ วางแผนผังเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้าง 565 เมตร ยาว 1,030 เมตรชื่อ พิมาย น่าจะมาจากคำว่า วิมาย หรือ วิมายปุระ ที่ปรากฏในจารึกภาษาเขมรบนแผ่นหินตรงกรอบประตูระเบียงคดด้านหน้าของปราสาทหินพิมาย และยังปรากฏชื่อในจารึกอื่นอีกหลายแห่ง อาจจะเป็นคำที่ใช้เรียกรูปเคารพหรือศาสนาสถาน
สิ่งที่เป็นลักษณะพิเศษของปราสาทหินพิมาย คือ ปราสาทหินแห่งนี้สร้างหันหน้าไปทางทิศใต้ต่างจากปราสาทหินอื่นที่มักหันหน้าไปทางทิศตะวันออก สันนิษฐานว่าเพื่อให้หันรับกับเส้นทางที่ตัดมาจากเมืองยโศธรปุระเมืองหลวงของอาณาจักรเขมรซึ่งเข้าสู่เมืองพิมายทางด้านทิศใต้
จากหลักฐานศิลาจารึกและศิลปะการก่อสร้าง บ่งบอกว่าปราสาทหินพิมายคงจะเริ่มสร้างขึ้นในราวปลายพุทธศตวรรษที่ 16 ในสมัยพระเจ้าสุริยวรมันที่ 1 รูปแบบทางศิลปกรรมของตัวปราสาทเป็นแบบปาปวนซึ่งเป็นศิลปะที่รุ่งเรืองในสมัยนั้น โดยมีลักษณะของศิลปะแบบนครวัดซึ่งเป็นที่นิยมในสมัยต่อมาปนอยู่บ้าง และมาต่อเติมอีกครั้งในราวต้นพุทธศตวรรษที่ 18 สมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 ซึ่งครั้งนั้นเมืองพิมายเป็นเมืองซึ่งมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับอาณาจักรเขมร ปราสาทหินแห่งนี้สร้างเป็นศาสนสถานในพุทธศาสนาลัทธิมหายานมาโดยตลอด เนื่องจากพระเจ้าสุริยวรมันที่ 1 และพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 ทรงนับถือพุทธศาสนาลัทธิมหายาน
ประตูเมืองและกำแพงเมืองพิมาย สร้างในสมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 บรรดาประตูเมืองทั้ง 4 ทิศ ประตูชัยด้านทิศใต้นับเป็นประตูเมืองที่สำคัญที่สุด เพราะรับกับถนนโบราณที่ตัดผ่านมาจากเมืองพระนครเข้าสู่ตัวปราสาทพิมาย หากหยุดยืนที่ช่องประตูเมืองด้านทิศใต้ จะมองเห็นปราสาทหินพิมายผ่านช่องประตูเมืองพอดี ลักษณะประตูเมืองมีแผนผังเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีทางผ่านตลอดกลางประตู ส่วนของหลังคาได้หักพังไปหมดแล้ว
เมรุพรหมทัต อยู่นอกกำแพงปราสาทด้านทิศตะวันออกเฉียงใต้ เป็นซากโบราณสถานก่อด้วยอิฐ ปัจจุบันเป็นมูลดินทับถมจนเป็นรูปกลมสูงประมาณ 30 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 59 เมตร ที่เรียกว่าเมรุพรหมทัตเพราะเชื่อว่าเป็นที่ถวายเพลิงพระศพท้าวพรหมทัตตามตำนานนั่นเอง แต่จากลักษณะการก่อสร้างเข้าใจว่าสร้างขึ้นในสมัยอยุธยาตอนปลาย นอกจากนี้ยังมีโบราณสถานทางด้านทิศใต้ได้แก่ ท่านางสระผม กุฏิฤาษี และอโรคยาศาล
