โบราณสถานกลุ่มปราสาทตาเมือน ตั้งอยู่ที่บ้านหนองคันนา ตำบลตาเมียง เป็นโบราณสถานแบบขอม ๓ หลัง ตั้งอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกัน ติดแนวชายแดนประเทศไทยและกัมพูชา การเดินทางจากจังหวัดสุรินทร์ ใช้ทางหลวงหมายเลข ๒๑๔ ผ่านอำเภอปราสาท แยกไปตามทางหลวงหมายเลข ๒๑๒๑ ที่จะไปอำเภอบ้านกรวดประมาณ ๒๕ กิโลเมตร มีทางแยกที่บ้านตาเมียง ไปอีก ๑๓ กิโลเมตร ปราสาทตาเมือน ศาสนสถานของพุทธศาสนาลัทธิมหายาน สร้างขึ้นเพื่อเป็นธรรมศาลาหรือที่พักคนเดินทางแห่งหนึ่งใน ๑๗ แห่งที่พระเจ้าชัยวรมันที่ ๗ มหาราชองค์สุดท้ายแห่งเมืองพระนครโปรดให้สร้างขึ้นจากเมืองยโสธรปุระ เมืองหลวงของอาณาจักรขอมโบราณไปยังเมืองพิมาย
ปราสาทตาเมือนเป็นศิลปะขอมแบบบายนสร้างด้วยศิลาแลงเช่นเดียวกับโบราณสถานสมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ ๗ ที่พบในดินแดนประเทศไทย มีลักษณะเป็นปรางค์องค์เดียวมีห้องยาวเชื่อมต่อมาทางด้านหน้า ผนังด้านเหนือปิดทึบ แต่สลักเป็นหน้าต่างหลอก ส่วนด้านใต้มีหน้าต่างเรียงกันโดยตลอด เคยมีผู้พบทับหลังเป็นรูปพระพุทธรูปปางสมาธิในซุ้มเรือนแก้ว ๒-๓ ชิ้น
ปราสาทตาเมือนโต๊ด เป็นอโรคยาศาล สร้างขึ้นในพุทธศตวรรษที่ ๑๘ ยังคงสภาพเกือบจะสมบูรณ์ ประกอบด้วยปรางค์ประธานรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสมีมุขยื่นทางด้านหน้า ก่อด้วยศิลาแลงและหินทราย มีบรรณาลัยอยู่ทางด้านหน้าเยื้องไปทางขวาขององค์ปรางค์ ล้อมรอบด้วยกำแพงก่อศิลาแลงเช่นเดียวกัน มีซุ้มประตู (โคปุระ) อยู่ด้านหน้า คือ ด้านทิศตะวันออกเพียงด้านเดียว นอกกำแพงด้านหน้ามีสระน้ำเช่นเดียวกับอโรคยาศาลแห่งอื่น ๆ ตรงห้องกลางของโคปุระได้พบศิลาจารึก ๑ หลัก จารึกด้วยอักษรขอมภาษาสันสกฤต เป็นจารึกซึ่งพระเจ้าชัยวรมันที่ ๗ โปรดให้สร้างไว้ประจำอโรคยาศาลแห่งนี้ มีข้อความเช่นเดียวกับจารึกที่พบที่อโรคยาศาลแห่งอื่น ๆ คือ กล่าวนมัสการพระพุทธเจ้าพระไภษัชยคุรุไวฑูรยะ ซึ่งเป็นพระโพธิสัตว์ผู้ประทานความไม่มีโรคแก่ประชาชนผู้นับถือและกล่าวถึงการแต่งตั้งเจ้าหน้าที่ประจำสถานพยาบาลในแผนกต่าง ๆ เช่น แพทย์ ผู้ดูแลสถานพยาบาล ปัจจุบันจารึกหลักนี้เก็บรักษาไว้ที่หอสมุดแห่งชาติท่าวาสุกรี
ปราสาทตาเมือนธม อยู่ถัดจากปราสาทตาเมือนโต๊ดไปทางทิศใต้ประมาณ ๒๐๐ เมตร เป็นปราสาทขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่มปราสาทตาเมือน บนแนวเทือกเขาพนมดงรัก ประกอบด้วยปรางค์สามองค์ มีปรางค์ประธานขนาดใหญ่ที่สุดอยู่ตรงกลาง ปรางค์อีกสององค์อยู่ถัดไปด้านหลังทางด้านขวาและซ้าย ปรางค์ทั้งสามองค์สร้างด้วยหินทรายหันหน้าไปทางทิศใต้ ที่ปรางค์ประธานมีลวดลายจำหลักที่งดงาม แม้ว่าจะถูกลักลอบทำลายและทรุดโทรมไปตามกาลเวลา ทางด้านตะวันออกและตะวันตก มีวิหารสองหลังสร้างด้วยศิลาแลง อาคารทั้งหมดมีระเบียงคดซึ่งสร้างด้วยหินทรายล้อมรอบ มีโคปุระทั้งสี่ด้าน โคปุระด้านใต้มีขนาดใหญ่ที่สุดและมีบันไดทางขึ้นจากเชิงเขาด้านประเทศกัมพูชา นอกระเบียงคดทางด้านทิศเหนือมีสระน้ำและที่ลานริมระเบียงคดทางมุขด้านทิศตะวันออกเฉียงใต้มีศิลาจารึกภาษาขอม กล่าวถึงชื่อ พระกัลปกฤษณะ จึงสันนิษฐานได้ว่า โบราณสถานแห่งนี้คงจะสร้างขึ้นเนื่องในศาสนาพราหมณ์ จากลักษณะทางสถาปัตยกรรมและลวดลายจำหลักต่าง ๆ ทำให้ทราบได้ว่า โบราณสถานแห่งนี้คงจะสร้างขึ้นในราวพุทธศตวรรษที่ ๑๖ ซึ่งเก่าแก่กว่าโบราณสถานอีกสองแห่งในกลุ่มปราสาทตาเมือน
เนื่องจากโบราณสถานกลุ่มนี้อยู่ใกล้ชายแดนไทย-กัมพูชา นักท่องเที่ยวที่จะเดินทางเข้าไปชมควรสอบถามข้อมูลจากหน่วยงานทหารที่ดูแลพื้นที่ที่ตั้งอยู่บริเวณนั้นก่อน