เป็นปราสาทอิฐหลังเดียวบนฐานศิลาทราย ก่อด้วยอิฐเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส มีประตูเข้าออกได้ด้านเดียว คือ ด้านทิศตะวันออก ซึ่งเป็นด้านหน้า อีก 3ด้าน เป็นประตูหลอก คือ สลักเป็นรูปบานประตูลงในเนื้ออิฐ บริเวณทางเข้ามีสิงห์จำหลักสองตัว เฉพาะด้านหน้ากรอบประตูเป็นหินทราย แต่เดิมเคยมีทับหลังเป็นภาพพระนารายณ์บรรทมสินธุ์ มีพระฉายาลักษมีนั่งอยู่ที่ปลายพระบาท และมีพระพรหมผุดมาจากพระนาภี สองข้างพระพรหมเป็นรูปฤาษีและบุคคลนั่งในซุ้มเรือนแก้ว ปัจจุบันเก็บรักษาไว้ที่พิพิธภัณฑสถานแห่งชาติพิมาย ปราสาทตำหนักไทรเป็นเทวาลัยในศาสนาพราหมณ์ อายุราวพุทธศตวรรษที่ 16 17