ปราสาทตาเมือนธม ตั้งอยู่ในช่องเขาตาเมือน (หรือช่องเขาตาเมียง) เทือกเขาพนมดงรัก ในเขตบ้านหนองคันนาสามัคคี หมู่ 8 ตำบลตาเมียง อำเภอพนมดงรัก จังหวัดสุรินทร์ เป็นปราสาทขนาดใหญ่ที่สุดในอุทยานประวัติศาสตร์กลุ่มปราสาทตาเมือน ซึ่งประกอบด้วยปราสาทหินสามหลังเรียงลำดับจากขนาดใหญ่ไปขนาดเล็ก คือ ปราสาทตาเมือนธม ปราสาทตาเมือนโต๊ด และปราสาทตาเมือนปราสาทตาเมือนธม เป็นปราสาทขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่ม (ธม เป็นภาษาเขมร แปลว่า ใหญ่) ตัวปราสาทอยู่บนเนินเขาสร้างคร่อมโขดหินธรรมชาติที่ศักดิ์สิทธิ์ในรูปของสยัมภูศิวลึงค์ และเป็นที่สำหรับประกอบพิธีกรรม ตัวปราสาทตาเมือนธม หันหน้าไปทางทิศใต้ ผิดแผกจากแห่งอื่นซึ่งมักจะหันหน้าไปทางทิศตะวันออก รับกับเส้นทางที่มาจากเขมรต่ำผ่านมาทางช่องทางตาเมือนนี้ ปราสาทตาเมือนธมประกอบด้วยปราสาทประธาน มีอาคารอื่น คือปรางค์ก่อด้วยหินทรายสองหลัง อยู่ทางด้านทิศตะวันออกเฉียงเหนือ และตะวันตกเฉียงเหนือของปราสาทประธาน มีบรรณาลัยศิลาแลงสองหลัง และนอกระเบียงคดทางทิศเหนือ มีสระน้ำขนาดเล็กสองสระ ปราสาทแห่งนี้อยู่ใกล้เขตชายแดนเขมรมากที่สุด การเที่ยวชมจึงควรอยู่เฉพาะภายในเขตปราสาทเท่านั้น ไม่ควรเดินออกไปไกลจากแนวต้นไม้รอบปราสาทเพราะพื้นที่นี้ยังไม่ปลอดภัยนัก