อุทยานประวัติศาสตร์พิมายตั้งอยู่ในตัวอำเภอพิมาย 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

ปราสาทหินพิมายมีสิ่งก่อสร้างที่น่าสนใจดังนี้

         สะพานนาคราช  เมื่อเข้าไปเยี่ยมชมปราสาทหินพิมายจะผ่านส่วนนี้เป็นส่วนแรก จะเห็นสะพานนาคราชและประติมากรรมรูปสิงห์ ตั้งอยู่ด้านหน้าของซุ้มประตูด้านทิศใต้ของปรางค์ประธานซึ่งเป็นส่วนหน้าของปราสาท ทั้งนี้อาจมีจุดมุ่งหมายในการสร้างให้เป็นสัญลักษณ์แสดงถึงการเชื่อมต่อระหว่างโลกมนุษย์กับโลกสวรรค์ ตามคติความเชื่อในเรื่องจักรวาลทั้งในศาสนาฮินดูและศาสนาพุทธ  มีลักษณะเป็นรูปกากบาท ยกพื้นขึ้นสูงจากพื้นดินประมาณ 2.50 เมตร  ราวสะพานโดยรอบทำเป็นลำตัวพญานาค ชูคอแผ่พังพานเป็นนาคเจ็ดเศียร มีลำตัวติดกันเป็นแผ่น หันหน้าออกไปยังเชิงบันไดทั้งสี่ทิศ
         ซุ้มประตูและกำแพงชั้นนอกของปราสาท ถัดจากสะพานนาคราชเข้ามาเป็นซุ้มประตูหรือที่เรียกว่า โคปุระ ของกำแพงปราสาทด้านทิศใต้ ก่อด้วยหินทราย มีผังเป็นรูปกากบาทและมีซุ้มประตูลักษณะเดียวกันนี้อีก 3 ทิศ คือ ทิศเหนือ ทิศตะวันออก และทิศตะวันตก โดยมีแนวกำแพงสร้างเชื่อมต่อระหว่างกันเป็นผังรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ยาวจากเหนือถึงใต้ 277.50 เมตร และกว้างจากตะวันออกไปตะวันตก 220 เมตร ซุ้มประตูด้านทิศตะวันตกมีทับหลังชิ้นหนึ่งสลักเป็นรูปขบวนแห่พระพุทธรูปนาคปรกที่ประดิษฐานอยู่เหนือคานหาม
         ซุ้มประตูและกำแพงชั้นใน (ระเบียงคด)  เมื่อผ่านจากซุ้มประตูและกำแพงชั้นนอกไปแล้ว ก็จะถึงซุ้มประตูและกำแพงชั้นใน ซึ่งล้อมรอบปรางค์ประธาน กำแพงชั้นในของปราสาทแตกต่างจากกำแพงชั้นนอก คือ ก่อเป็นห้องยาวต่อเนื่องกันคล้ายเป็นทางเดินมีหลังคาคลุม อันเป็นลักษณะที่เรียกว่า ระเบียงคด มีผังเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ความยาวจากเหนือถึงใต้ 80 เมตร และความกว้างจากตะวันออกถึงตะวันตก 72 เมตร มีทางเดินกว้าง 2.35 เมตร เดินทะลุกันได้ตลอดทั้งสี่ด้าน หลังคามุงด้วยแผ่นหิน การบูรณะระเบียงคดเมื่อปีพ.ศ 2532  ได้พบแผ่นทองดุนลายรูปดอกบัว 8 กลีบ บรรจุไว้ในช่องบนพื้นหินของซุ้มประตูระเบียงคดเกือบจะทุกด้าน  แผ่นทองเหล่านี้คงไว้เพื่อความเป็นสิริมงคลเหมือนที่พบในปราสาทอื่นอีกหลายแห่ง
         ปรางค์ประธาน  ตั้งอยู่กลางลานภายในระเบียงคด  เป็นศูนย์กลางของศาสนสถานแห่งนี้ ปรางค์ประธานสร้างด้วยหินทรายสีขาวทั้งองค์ ต่างจากซุ้มประตู(โคปุระ)และกำแพงชั้นในและชั้นนอกที่สร้างด้วยหินทรายสีแดงเป็นหลัก มีหินทรายสีขาวเป็นส่วนประกอบบางส่วน เนื่องจากหินทรายสีขาวมีคุณสมบัติคงทนดีกว่าหินทรายสีแดง  องค์ปรางค์สูง 28 เมตร ฐานสี่เหลี่ยมจัตุรัสย่อมุมไม้สิบสองยาวด้านละ 22 เมตร  ด้านหน้ามีมณฑปเชื่อมต่อกับองค์ปรางค์โดยมีฉนวนกั้น องค์ปรางค์และมณฑปตั้งอยู่บนฐานเดียวกัน ส่วนด้านอื่น ๆ อีกสามด้านมีมุขยื่นออกไปมีบันไดและประตูขึ้นลงสู่องค์ปรางค์ทั้งสี่ด้าน
         ปรางค์พรหมทัต   ตั้งอยู่ด้านหน้าปรางค์ประธานเยื้องไปทางซ้ายสร้างด้วยศิลาแลง มีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมย่อมุม กว้าง 14.50 สูงประมาณ 15 เมตร สร้างในสมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 ภายในปรางค์พบประติมากรรมหินทรายจำหลักเป็นรูปประติมากรรมฉลององค์ของพระเจ้าชัยวรมันที่7 (จำลอง) ที่เรียกว่า ปรางค์พรหมทัต ก็เพื่อให้เข้ากับตำนานพื้นเมืองเรื่องท้าวพรหมทัตพระเจ้าแผ่นดิน ปัจจุบันกรมศิลปากรได้เก็บรักษาองค์จริงไว้ที่พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติพิมาย
         ปรางค์หินแดง ตั้งอยู่ทางด้านขวา สร้างด้วยหินทรายสีแดง กว้าง 11.40 เมตร สูง 15 เมตร มีมุขยื่นออกไปเป็นทางเข้าทั้ง 4 ทิศ  เหนือกรอบประตูทางเข้าด้านทิศเหนือมีทับหลังสลักเป็นภาพเล่าเรื่องในมหากาพย์ภารตะตอนกรรณะล่าหมูป่า ออกจากระเบียงคด (กำแพงชั้นใน) มาบริเวณลานชั้นนอกทางด้านทิศตะวันตก  ล้อมรอบด้วยกำแพงชั้นนอกอีกชั้นหนึ่ง ประกอบด้วยอาคารที่เรียกว่า บรรณาลัย มีสองหลังตั้งอยู่คู่กันและมีสระน้ำอยู่ทั้งสี่มุม
          อุทยานประวัติศาสตร์พิมาย เปิดให้เข้าชมทุกวัน เวลา 07.30-18.00 น. ค่าเข้าชม ชาวไทยคนละ 10 บาท ชาวต่างประเทศคนละ 40 บาท มีบริการยุวมัคคุเทศก์ซึ่งเป็นนักเรียนจากโรงเรียนพิมายวิทยานำชมสถานที่ฟรี  สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่โทร. 0 4447 1568
 โบราณสถานนอกกำแพงปราสาทหินพิมาย มีสิ่งที่น่าสนใจดังนี้
 
         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