ปราสาทตาเมือนธม ตั้งอยู่ในช่องเขาตาเมือน (หรือช่องเขาตาเมียง) เทือกเขาพนมดงรัก ในเขตบ้านหนองคันนาสามัคคี หมู่ 8 ตำบลตาเมียง อำเภอพนมดงรัก จังหวัดสุรินทร์ เป็นปราสาทขนาดใหญ่ที่สุดในอุทยานประวัติศาสตร์กลุ่มปราสาทตาเมือน ซึ่งประกอบด้วยปราสาทหินสามหลังเรียงลำดับจากขนาดใหญ่ไปขนาดเล็ก คือ ปราสาทตาเมือนธม ปราสาทตาเมือนโต๊ด และปราสาทตาเมือน ปราสาทตาเมือนธม เป็นปราสาทขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่ม (ธม เป็นภาษาเขมร แปลว่า ใหญ่) ตัวปราสาทอยู่บนเนินเขาสร้างคร่อมโขดหินธรรมชาติที่ศักดิ์สิทธิ์ในรูปของสยัมภูศิวลึงค์ และเป็นที่สำหรับประกอบพิธีกรรม ตัวปราสาทตาเมือนธม หันหน้าไปทางทิศใต้ ผิดแผกจากแห่งอื่นซึ่งมักจะหันหน้าไปทางทิศตะวันออก รับกับเส้นทางที่มาจากเขมรต่ำผ่านมาทางช่องทางตาเมือนนี้ ปราสาทตาเมือนธมประกอบด้วยปราสาทประธาน มีอาคารอื่น คือปรางค์ก่อด้วยหินทรายสองหลัง อยู่ทางด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และตะวันตกเฉียงเหนือของปราสาทประธาน มีบรรณาลัยศิลาแลงสองหลัง และนอกระเบียงคดทางทิศเหนือ มีสระน้ำขนาดเล็กสองสระ ปราสาทแห่งนี้อยู่ใกล้เขตชายแดนเขมรมากที่สุด การเที่ยวชมจึงควรอยู่เฉพาะภายในเขตปราสาทเท่านั้น ไม่ควรเดินออกไปไกลจากแนวต้นไม้รอบปราสาทเพราะพื้นที่นี้ยังไม่ปลอดภัยนัก ปราสาทตาเมือนโต๊ด อยู่ห่างจากปราสาทตาเมือนธม ประมาณ 750 เมตร ก่อด้วยศิลาแลง มีกำแพงล้อมรอบและมีสระน้ำขนาดเล็กอยู่ทางทิศเหนือหนึ่งสระ โดยเชื่อว่าปราสาทแห่งนี้เป็นอโรคยาศาล รักษาพยาบาลของชุมชนหรือตามรายทางที่เป็นเส้นทางคมนาคม ซึ่งนิยมสร้างในสมัยพระเจ้าชัยวรมันที่ 7 ปราสาทตาเมือน(บายกรีม)อย่ห่างจากปราสาทตาเมือนโต๊ด ประมาณ 390 เมตร เป็นปราสาทที่เล็กที่สุด ก่อด้วยศิลาแลง มีลักษณะเป็นห้องยาว เชื่อว่าเป็นธรรมศาลา คือที่พักสำหรับคนเดินทาง กลุ่มปราสาทตาเมือนนี้นับได้ว่าเป็นกลุ่มปราสาทที่มีความสมบูรณ์ในด้านของการอำนวยประโยชน์ แก่ผู้คนที่ใช้เส้นทางผ่านช่องเขา ซึ่งไม่ปรากฏในถิ่นอื่น การที่มีกลุ่มปราสาทตาเมือนตั้งอยู่ในบริเวณนี้เป็นประจักษ์พยานที่แสดงให้เห็นว่า ในอดีตเส้นทางช่องเขาตาเมือนนี้คงจะมีชุมชนหรือเป็นเส้นทางผ่านช่องเขาสำคัญของภูมิภาค